[go: up one dir, main page]

RU2484078C2 - Method of producing xylene isomers (versions) - Google Patents

Method of producing xylene isomers (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2484078C2
RU2484078C2 RU2008112009/04A RU2008112009A RU2484078C2 RU 2484078 C2 RU2484078 C2 RU 2484078C2 RU 2008112009/04 A RU2008112009/04 A RU 2008112009/04A RU 2008112009 A RU2008112009 A RU 2008112009A RU 2484078 C2 RU2484078 C2 RU 2484078C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
catalyst
aromatic hydrocarbons
feed
toluene
xylene
Prior art date
Application number
RU2008112009/04A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008112009A (en
Inventor
Хилари И. ШВАРЦ
Джеффри Т. Миллер
Брайан Дж. ХЕНЛИ
Джордж А. ХАФФ
Original Assignee
Бп Корпорейшн Норт Америка Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Бп Корпорейшн Норт Америка Инк. filed Critical Бп Корпорейшн Норт Америка Инк.
Publication of RU2008112009A publication Critical patent/RU2008112009A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2484078C2 publication Critical patent/RU2484078C2/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C7/00Purification; Separation; Use of additives
    • C07C7/12Purification; Separation; Use of additives by adsorption, i.e. purification or separation of hydrocarbons with the aid of solids, e.g. with ion-exchangers
    • C07C7/13Purification; Separation; Use of additives by adsorption, i.e. purification or separation of hydrocarbons with the aid of solids, e.g. with ion-exchangers by molecular-sieve technique
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C6/00Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a different number of carbon atoms by redistribution reactions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C5/00Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
    • C07C5/22Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by isomerisation
    • C07C5/27Rearrangement of carbon atoms in the hydrocarbon skeleton
    • C07C5/2702Catalytic processes not covered by C07C5/2732 - C07C5/31; Catalytic processes covered by both C07C5/2732 and C07C5/277 simultaneously
    • C07C5/2708Catalytic processes not covered by C07C5/2732 - C07C5/31; Catalytic processes covered by both C07C5/2732 and C07C5/277 simultaneously with crystalline alumino-silicates, e.g. molecular sieves
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C6/00Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a different number of carbon atoms by redistribution reactions
    • C07C6/08Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a different number of carbon atoms by redistribution reactions by conversion at a saturated carbon-to-carbon bond
    • C07C6/12Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a different number of carbon atoms by redistribution reactions by conversion at a saturated carbon-to-carbon bond of exclusively hydrocarbons containing a six-membered aromatic ring
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C6/00Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a different number of carbon atoms by redistribution reactions
    • C07C6/08Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a different number of carbon atoms by redistribution reactions by conversion at a saturated carbon-to-carbon bond
    • C07C6/12Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a different number of carbon atoms by redistribution reactions by conversion at a saturated carbon-to-carbon bond of exclusively hydrocarbons containing a six-membered aromatic ring
    • C07C6/126Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a different number of carbon atoms by redistribution reactions by conversion at a saturated carbon-to-carbon bond of exclusively hydrocarbons containing a six-membered aromatic ring of more than one hydrocarbon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2529/00Catalysts comprising molecular sieves
    • C07C2529/04Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites, pillared clays
    • C07C2529/06Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • C07C2529/18Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the mordenite type
    • C07C2529/26Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the mordenite type containing arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: method involves contacting starting material containing C9 aromatic hydrocarbons on a non-sulphided catalyst having macropore volume from about 0.02 cm3/g to about 0.5 cm3/g. The catalyst has a support which is impregnated with a hydrogenation component which is a group VIB metal or oxide thereof. The support contains macroporous binder with pore size greater than 500 E and a large-pore sieve with pore size of at least 6 E, with hourly average rate of feeding the starting material of 0.1-30, pressure of 0.17-6.9 MPa or higher and temperature of 200-800°C. The invention also relates to a method of producing xylene isomers by contacting starting material which contains C6-C8 aromatic hydrocarbons which employs the same catalyst.
EFFECT: use of the present invention enables to overcome diffusion limitations observed when using highly active catalysts lacking such macropores.
8 cl, 20 tbl, 17 ex, 1 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение главным образом имеет отношение к способам получения изомеров ксилола и, более конкретно, к способам конверсии сырья, содержащего ароматические углеводороды, в изомеры ксилола при помощи несульфидированного катализатора, содержащего носитель, импрегнированный компонентом гидрирования, в котором носитель включает макропористое связующее и сито, имеющее средние и/или большие поры.The invention mainly relates to methods for producing xylene isomers and, more specifically, to methods for converting aromatic hydrocarbon feeds into xylene isomers using a non-sulfidated catalyst containing a carrier impregnated with a hydrogenation component, in which the carrier comprises a macroporous binder and a sieve having medium and / or large pores.

Уровень техникиState of the art

Углеводородные смеси, содержащие С8 ароматические углеводороды, часто являются продуктами процессов нефтепереработки, включая, но не ограничиваясь, процессами каталитического реформинга. Эти полученные в результате реформинга углеводородные смеси обычно содержат ароматические углеводороды С6-11 и парафины, большинство из ароматических углеводородов являются ароматическими углеводородами С7-9. Эти ароматические углеводороды могут быть фракционированы на их главные группы, то есть, С6, С7, С8, С9, С10 и С11 ароматические углеводороды. Фракция ароматических углеводородов С8, как правило, включает от приблизительно 10 процентов по весу (% вес.) до приблизительно 30% по весу неароматических углеводородов, в расчете на общий вес фракции С8. Баланс этой фракции включает ароматические углеводороды С8. Обычным является присутствие среди С8 ароматических углеводородов изомеров этилбензола (”ЕВ”) и изомеров ксилола, включая мета-ксилол (”mХ”), орто-ксилол (”оХ”) и пара-ксилол (”рХ”). Совместно, изомеры ксилола и этилбензола в совокупности упомянуты в уровне техники и в настоящей заявке как "ароматические углеводороды С8”. Обычно, когда среди ароматических углеводородов С8 присутствует этилбензол, то он находится в концентрации от приблизительно 15% вес. до приблизительно 20% вес., в расчете на общий вес ароматических углеводородов С8, с балансом (например, приблизительно до 100% вес.), представляющим собой смесь изомеров ксилола. Три изомера ксилола обычно включают оставшиеся из ароматических углеводородов С8 и, главным образом, присутствуют в равновесном весовом соотношении, составляющем приблизительно 1:2:1 (oX:mX:pX). Таким образом, термин ”равновесная смесь изомеров ксилола” относится здесь к смеси, содержащей изомеры в весовом соотношении приблизительно 1:2:1 (oX:mX:pX).Hydrocarbon mixtures containing C 8 aromatic hydrocarbons are often products of oil refining processes, including, but not limited to, catalytic reforming processes. These reformed hydrocarbon mixtures usually contain C 6-11 aromatic hydrocarbons and paraffins, most of the aromatic hydrocarbons are C 7-9 aromatic hydrocarbons. These aromatic hydrocarbons can be fractionated into their main groups, i.e., C 6 , C 7 , C 8 , C 9 , C 10 and C 11 aromatic hydrocarbons. The C 8 aromatic hydrocarbon fraction typically comprises from about 10 percent by weight (% by weight) to about 30% by weight of non-aromatic hydrocarbons, based on the total weight of the C 8 fraction. The balance of this fraction includes C 8 aromatic hydrocarbons. The presence of ethylbenzene isomers (“EB”) and xylene isomers among C 8 aromatic hydrocarbons, including meta-xylene (“mX”), ortho-xylene (“oX”) and para-xylene (“pX”), is common. Together, xylene and ethylbenzene isomers are collectively referred to in the prior art and in this application as “C 8 aromatic hydrocarbons. Usually, when ethylbenzene is present among C 8 aromatic hydrocarbons, it is in a concentration of from about 15% to about 20% by weight. wt., based on the total weight of aromatic C 8 hydrocarbons, with the balance (e.g., up to about 100% wt.), representing a mixture of xylene isomers. The three xylene isomers typically comprise the remaining aromatic C 8 hydrocarbons, and especially are present in an equilibrium weight ratio of approximately 1: 2: 1 (oX: mX: pX). Thus, the term “equilibrium mixture of xylene isomers” refers here to a mixture containing isomers in a weight ratio of approximately 1: 2: 1 ( oX: mX: pX).

Продукт (или продукт реформинга) процесса каталитического реформинга включает ароматические углеводороды С6-12 (включая бензол, толуол и ароматические углеводороды С8, которые в совокупности упоминаются как "ВТХ"). Побочные продукты процесса включают водород, легкий газ, парафины, нафтены, и тяжелые С9+ ароматические углеводороды. Присутствующие ВТХ в продукте реформига (особенно толуол, этилбензол и ксилол), как известно, являются пригодными присадками к бензину. Однако вследствие заботы об окружающей среде и здоровье, максимально допустимый уровень для определенных ароматических углеводородов (особенно бензола) в бензине был значительно снижен. Тем не менее, составные части ВТХ могут быть отделены в типовых процессах переработки углеводородов для использования в других производственных возможностях. Альтернативно, бензол может быть отделен от ВТХ и полученная смесь толуола и ароматических углеводородов С8 может использоваться, например, в качестве присадок, для повышения октанового числа бензина.The product (or reforming product) of the catalytic reforming process includes C 6-12 aromatic hydrocarbons (including benzene, toluene and C 8 aromatic hydrocarbons, collectively referred to as "BTX"). Process by-products include hydrogen, light gas, paraffins, naphthenes, and heavy C 9+ aromatic hydrocarbons. The BTX present in the reformate product (especially toluene, ethylbenzene and xylene) is known to be suitable gasoline additives. However, due to concern for the environment and health, the maximum allowable level for certain aromatic hydrocarbons (especially benzene) in gasoline has been significantly reduced. However, the components of the BTX can be separated in typical hydrocarbon processing processes for use in other production capabilities. Alternatively, benzene can be separated from BTX and the resulting mixture of toluene and C 8 aromatics can be used, for example, as additives, to increase the octane number of gasoline.

Бензол и ксилолы (особенно пара-ксилол) могут быть более рентабельными, чем толуол из-за их пригодности для получения других продуктов. Например, бензол может использоваться для получения стирола, кумола и циклогексана. Бензол также пригоден для получения резин, смазочных материалов, красок, моющих средств, лекарств и пестицидов. Среди С8 ароматических углеводородов, этилбензол главным образом пригоден в получении стирола, тогда как этилбензол является продуктом реакции этилена и бензола. Однако, из-за проблем чистоты, этилбензол, который присутствует во фракции ароматических углеводородов С8, не может фактически использоваться для получения стирола. Мета-ксилол пригоден для получения изофталевой кислоты, которая непосредственно является пригодной для получения специальных полиэфирных волокон, красок и смол. Орто-ксилол пригоден для получения фталевого ангидрида, который непосредственно является пригодным для получения пластификаторов на основе фталата. Пара-ксилол представляет собой сырье, пригодное для получения терефталевых кислот и сложных эфиров, которые используются для получения полимеров, таких как поли(бутентерефталат), поли(этилентерефталат) и поли(пропилентерефталат). В то время, как этилбензол, мета-ксилол и орто-ксилол являются полезным сырьем, требования на эти химикаты и материалы, полученные из них, не являются столь же жесткими, как требование на пара-ксилол и материалы, полученные из пара-ксилола.Benzene and xylenes (especially para-xylene) may be more cost effective than toluene because of their suitability for other products. For example, benzene can be used to produce styrene, cumene and cyclohexane. Benzene is also suitable for the production of rubbers, lubricants, paints, detergents, medicines and pesticides. Among the C 8 aromatic hydrocarbons, ethylbenzene is mainly suitable in the production of styrene, while ethylbenzene is a reaction product of ethylene and benzene. However, due to purity problems, ethylbenzene, which is present in the C 8 aromatic hydrocarbon fraction, cannot actually be used to produce styrene. Meta-xylene is suitable for the production of isophthalic acid, which is directly suitable for the production of special polyester fibers, paints and resins. Ortho-xylene is suitable for the production of phthalic anhydride, which is directly suitable for the production of phthalate-based plasticizers. Para-xylene is a feed suitable for the production of terephthalic acids and esters, which are used to produce polymers such as poly (butene terephthalate), poly (ethylene terephthalate) and poly (propylene terephthalate). While ethylbenzene, meta-xylene and ortho-xylene are useful raw materials, the requirements for these chemicals and materials derived from them are not as stringent as the requirements for para-xylene and materials derived from para-xylene.

Ввиду более высоких оценок бензола, ароматических углеводородов С8 и продуктов, полученных из них, были разработаны процессы деалкилирования толуола до бензола, диспропорционирования толуола в бензол и ароматические углеводороды С8, и трансалкилирования толуола и С9+ ароматических углеводородов в ароматические углеводороды С8. Эти процессы главным образом описываются в энциклопедии Кирка Отмера "Encyclopedia of Chemical Technology," 4th Ed., Supplement Volume, pp.831-863 (John Wiley & Sons, New York, 1998), раскрытие которой включено здесь в качестве ссылки.In view of the higher ratings of benzene, C 8 aromatic hydrocarbons and products derived from them, processes were developed for the dealkylation of toluene to benzene, the disproportionation of toluene to benzene and C 8 aromatic hydrocarbons, and the transalkylation of toluene and C 9+ aromatic hydrocarbons to C 8 aromatic hydrocarbons. These processes are mainly described in Kirk Othmer's Encyclopedia of Encyclopedia of Chemical Technology, 4 th Ed., Supplement Volume, pp. 831-863 (John Wiley & Sons, New York, 1998), the disclosure of which is incorporated herein by reference.

Конкретно, диспропорционирование толуола ("TDP") представляет собой каталитический процесс в котором, два моля толуола конвертируют в один моль ксилола и один моль бензола, как, например:Specifically, toluene disproportionation (“TDP”) is a catalytic process in which two moles of toluene are converted to one mole of xylene and one mole of benzene, such as:

Figure 00000001
Figure 00000001

Другие реакции диспропорционирования метила включают каталитический процесс в котором два моля ароматического углеводорода С9 конвертируют в один моль толуола и более тяжелые углеводородные компоненты (то есть, С10+ тяжелые углеводороды), типа:Other methyl disproportionation reactions include a catalytic process in which two moles of a C 9 aromatic hydrocarbon are converted to one mole of toluene and heavier hydrocarbon components (i.e., C 10+ heavy hydrocarbons), such as:

Figure 00000002
Figure 00000002

Трансалкилирование толуола представляет собой реакцию между одним молем толуола и одним молем ароматического углеводорода С9 (или более высокого ароматического углеводорода), чтобы получить два моля ксилола, например, как:Toluene transalkylation is a reaction between one mole of toluene and one mole of C 9 aromatic hydrocarbon (or higher aromatic hydrocarbon) to produce two moles of xylene, for example, as:

Figure 00000003
Figure 00000003

Другие реакции трансалкилирования, использующие ароматические углеводороды С9 (или более высокие ароматические углеводороды), включают реакцию с бензолом, чтобы получить толуол и ксилол, например, как:Other transalkylation reactions using C 9 aromatic hydrocarbons (or higher aromatic hydrocarbons) include a reaction with benzene to produce toluene and xylene, for example, as:

Figure 00000004
Figure 00000004

Как видно из описания предшествующих реакций, метильные и этильные группы, связанные с ароматическими углеводородами С9 и молекулами ксилола, как показано, могут быть найдены присоединенными к любым приемлемым атомам углерода, образующим кольцо, для формирования различных изомерных конфигураций молекулы. Смеси изомеров ксилола могут быть затем разделены на их составляющие изомеры в процессах переработки углеводородов. После разделения, изомеры могут быть затем обработаны (например, изомеризированы, выделены и рециркулированы), например, для получения в основном чистого пара-ксилол.As can be seen from the description of the previous reactions, methyl and ethyl groups associated with C 9 aromatic hydrocarbons and xylene molecules, as shown, can be found attached to any acceptable carbon atoms forming a ring to form various isomeric configurations of the molecule. Mixtures of xylene isomers can then be separated into their constituent isomers in hydrocarbon processing processes. After separation, the isomers can then be processed (for example, isomerized, isolated and recycled), for example, to obtain substantially pure para-xylene.

В теории и ввиду описания предшествующих реакций, смесь ароматических углеводородов C9 может быть конвертирована в изомеры ксилола и/или бензола. Изомеры ксилола могут быть отделены от бензола, например, дробной перегонкой.In theory and in view of the description of the previous reactions, a mixture of C 9 aromatic hydrocarbons can be converted to xylene and / or benzene isomers. Xylene isomers can be separated from benzene, for example, by fractional distillation.

Прежде, специалисты в области технологии реакций диспропорционирования и трансалкилирования выполнили бы вышеупомянутые реакции с помощью катализатора, в зависимости от которого ароматический углеводород, в конечном счете, был бы получен. Например, US 5907074; 5866741; 5866742 и 5804059, каждый фирмы Phillips Company ("Phillips"), главным образом раскрывают реакции диспропорционирования и трансалкилирования, в которых определенное жидкое сырье, содержащее С9+ ароматические углеводороды, конвертируют в ВТХ. Хотя в патентах утверждается, что источник жидкого сырья не является критическим, каждый отражает сильное предпочтение жидкому сырью, полученному из тяжелой фракции продукта, полученного реакцией ароматизации углеводородов (особенно бензина), которую обычно осуществляют на установке каталитического крекинга с псевдоожиженным катализатором (”FCC”). Жидкое сырье низкого качества, включающее большие (или длинные) углеводороды выпаривают на установке FCC и, в присутствии соответствующего катализатора, подвергают крекингу до легких молекул, способных к образованию продуктов, которые могут быть смешаны с дизельным топливом высокого качества и высокооктановым бензином. Побочные продукты установки FCC включают низкокачественную тяжелую жидкую фракцию, которая составляет жидкое сырье, предпочтительно согласно раскрытию этих патентов. Настоящий источник предпочтительного жидкого сырья, предлагает, чтобы сырье включало серусодержащие соединения, парафины, олефины, нафтены и полициклические ароматические соединения (”полиароматические углеводороды”).Previously, those skilled in the art of disproportionation and transalkylation reaction technology would carry out the above reactions with a catalyst, depending on which aromatic hydrocarbon would ultimately be obtained. For example, US 5907074; 5,866,741; 5866742 and 5804059, each from Phillips Company ("Phillips"), mainly disclose disproportionation and transalkylation reactions in which a specific liquid feed containing C 9+ aromatic hydrocarbons is converted to BTX. Although the patents claim that the source of the liquid feed is not critical, each reflects a strong preference for the liquid feed obtained from the heavy fraction of the product obtained by the aromatization reaction of hydrocarbons (especially gasoline), which is usually carried out in a catalytic cracking unit with a fluidized catalyst ("FCC" . Low-quality liquid raw materials, including large (or long) hydrocarbons, are evaporated in an FCC unit and, in the presence of an appropriate catalyst, are cracked to light molecules capable of forming products that can be mixed with high-quality diesel fuel and high-octane gasoline. FCC plant by-products include a low-quality heavy liquid fraction which constitutes a liquid feed, preferably according to the disclosure of these patents. The present source of the preferred liquid feed proposes that the feed include sulfur-containing compounds, paraffins, olefins, naphthenes and polycyclic aromatic compounds (“polyaromatic hydrocarbons”).

Согласно патенту US 5907074, ВТХ, как правило, по существу отсутствуют в сырье, предпочтительном в этом патенте и, поэтому, никакого значительного трансалкилирования ВТХ не происходит в качестве побочной реакции с основными реакциями диспропорционирования и трансалкилирования. Основные реакции, описанные в этом патенте, происходят в присутствии содержащей водород жидкости и катализатора, включающего цеолит Y-типа, промотированный оксидом металла, имеющий внедренный в него модификатор активности (то есть, оксиды серы, кремния, фосфора, бора, магния, олова, титана, циркония, германия, индия, лантана, цезия и комбинаций их двух или более). Модификатор активности помогает бороться с эффектом дезактивации (или отравляющим эффектом), который имеют серусодержащие соединения, на пропитанных металлическим оксидом катализаторах.According to US Pat. No. 5,907,074, BTX is generally substantially absent in the feed preferable in this patent and, therefore, no significant BTX transalkylation occurs as a side reaction with the major disproportionation and transalkylation reactions. The main reactions described in this patent occur in the presence of a hydrogen-containing liquid and a catalyst including a Y-type zeolite promoted with a metal oxide having an activity modifier incorporated therein (i.e., sulfur, silicon, phosphorus, boron, magnesium, tin oxides, titanium, zirconium, germanium, indium, lanthanum, cesium and combinations of two or more thereof). The activity modifier helps to combat the decontamination effect (or toxic effect) that sulfur-containing compounds have on metal oxide-impregnated catalysts.

Согласно патентам US 5866741, 5866742 и 5804059, ВТХ вообще в основном отсутствуют в сырье, предпочтительном в этих патентах, и поэтому никакого значительного трансалкилирования ВТХ не происходит в качестве побочной реакции с основными реакциями диспропорционирования и трансалкилирования. Однако, ВТХ может присутствовать, в том случае, если алкилирование таких химикатов С9+ ароматическими углеводородами желательно во вторую очередь. Согласно патенту US 5866741, эти основные и побочные реакции происходят в присутствии содержащей водород жидкости и катализатора, включающего цеолит бета-типа, имеющий внедренный в него промотер активности (например, молибден, лантан и их оксиды). Согласно патенту US 5866742, основные и побочные реакции происходят в присутствии содержащей водород жидкости и катализатора, включающего цеолит бета-типа, имеющий внедренный в него металлический карбид. Согласно патенту '059, основные и побочные реакции происходят в присутствии содержащей водород жидкости и катализатора, включающего цеолит, промотированный металлическим оксидом типа морденита.According to US patents 5866741, 5866742 and 5804059, BTX is generally absent in the raw materials preferred in these patents, and therefore, no significant BTX transalkylation occurs as a side reaction with the main disproportionation and transalkylation reactions. However, BTX may be present if alkylation of such C 9+ chemicals with aromatic hydrocarbons is secondarily desired. According to US Pat. No. 5,866,741, these main and side reactions occur in the presence of a hydrogen containing liquid and a catalyst including a beta type zeolite having an activity promoter incorporated therein (e.g., molybdenum, lanthanum and their oxides). According to US Pat. No. 5,866,742, the main and side reactions occur in the presence of a hydrogen-containing liquid and a catalyst including a beta type zeolite having a metal carbide embedded therein. According to the '059 patent, the main and side reactions occur in the presence of a hydrogen-containing liquid and a catalyst including a zeolite promoted with a metal oxide such as mordenite.

Цель, лежащая в основе раскрытия каждого из предшествующих патентов, представляет собой конвертирование С9+ ароматических углеводородов в ВТХ. Указывая на эту цель, патенты раскрывают определенную комбинацию жидкого сырья, катализаторов и условий реакции, соответствующих для получения ВТХ. Эти патенты, однако, не раскрывают или не учат, как получить любой единственный компонент ВТХ (не говоря уже о изомерах ксилола) для предельного снижения других компонентов ВТХ. Относительно каждого из них, присутствие серы в жидком сырье во вред преобразовывает металлический или металлический оксид в катализаторе в металлический сульфид в течение определенного времени. Металлические сульфиды имеют намного более низкую активность гидрирования, чем металлические оксиды, и поэтому сера отравляет активность катализатора. Кроме того, присутствие олефинов, парафинов и полиароматических углеводородов в сырье быстро дезактивирует катализатор, и они конвертируются в нежелательный легкий газ.The purpose underlying the disclosure of each of the preceding patents is the conversion of C 9+ aromatic hydrocarbons to BTX. Pointing to this goal, patents disclose a specific combination of liquid feed, catalysts, and reaction conditions appropriate to obtain BTX. These patents, however, do not disclose or teach how to obtain any single component of BTX (not to mention xylene isomers) for the ultimate reduction of other components of BTX. With respect to each of them, the presence of sulfur in the liquid feed is harmful for converting the metal or metal oxide in the catalyst into metal sulfide over time. Metallic sulfides have a much lower hydrogenation activity than metallic oxides, and therefore sulfur poisons the activity of the catalyst. In addition, the presence of olefins, paraffins and polyaromatic hydrocarbons in the feed quickly deactivates the catalyst, and they are converted to undesirable light gas.

В отличие от предшествующих патентов, Заявка US 2003/0181774 А1 (Kong и др.) раскрывает способ трансалкилирования каталитической конверсии бензола и С9+ ароматических углеводородов в толуол и С8 ароматические углеводороды. Согласно Kong и др., способ должен быть осуществлен в присутствии водорода, в газово-твердой фазе в реакторе с неподвижным слоем, заполненным катализатором трансалкилирования, содержащим H - цеолит и молибден. Заявленная цель в методах Kong и других состоит в максимальном увеличении получения толуола для последующего использования в качестве сырья в процессах переработки углеводородов в селективном реакторе диспропорционирования, и использовании полученных побочных продуктов ароматических углеводородов С8 в качестве сырья в реакторе изомеризации в процессах переработки углеводородов. Селективным диспропорционированием толуола в пара-ксилол, Kong и др. предлагают, в конечном счете преобразовать смесь бензола и С9+ ароматических углеводородов в пара-ксилол. Однако, такое предложение невыгодно требует множества реакционных сосудов (например, реактор трансалкилирования и реактор диспропорционирования) и, самое важное, не раскрывает, как увеличить количество изомеров ксилола, полученных в результате реакции трансалкилирования, в то время как одновременно уменьшается получение толуола и этилбензола.Unlike previous patents, Application US 2003/0181774 A1 (Kong et al.) Discloses a method for transalkylating the catalytic conversion of benzene and C 9+ aromatic hydrocarbons to toluene and C 8 aromatic hydrocarbons. According to Kong et al., The process should be carried out in the presence of hydrogen in a gas-solid phase in a fixed bed reactor filled with a transalkylation catalyst containing H - zeolite and molybdenum. The stated goal in the methods of Kong and others is to maximize the production of toluene for subsequent use as raw materials in hydrocarbon processing in a selective disproportionation reactor, and to use the obtained by-products of C 8 aromatic hydrocarbons as raw materials in the isomerization reactor in hydrocarbon processing processes. By selective disproportionation of toluene to para-xylene, Kong et al. Propose ultimately converting a mixture of benzene and C 9+ aromatic hydrocarbons into para-xylene. However, such a proposal disadvantageously requires a plurality of reaction vessels (e.g., a transalkylation reactor and a disproportionation reactor) and, most importantly, does not disclose how to increase the number of xylene isomers resulting from the transalkylation reaction, while the production of toluene and ethylbenzene is simultaneously reduced.

Заявка US 2003/0130549 А1 (Xie и др.) раскрывает способ селективного диспропорционирования толуола для получения потока бензола и изомеров ксилола, богатого пара-ксилолом, и трансалкилирования смеси толуола и С9+ ароматических углеводородов для получения изомеров ксилола и бензола. Согласно Xie и др., различные реакции осуществляют в присутствии водорода в отдельных реакторах, каждый из которых содержит соответствующий катализатор (то есть, катализатор ZSM-5 для селективного диспропорционирования и морденит МСМ-22 или цеолит бета-типа для трансалкилирования). Процессы переработки углеводородов используются, чтобы получить пара-ксилол из полученных изомеров ксилола. Способ, раскрытый Xie и др. предполагает, что по желанию получают большие объемы бензола и этилбензола. Xie и др., однако, не предлагают, как максимально увеличить количество изомеров ксилола, полученных в результате реакции трансалкилирования, одновременно снижая получение бензола и этилбензола.US 2003/0130549 A1 (Xie et al.) Discloses a process for the selective disproportionation of toluene to produce a stream of benzene and para-xylene rich xylene and transalkylation of a mixture of toluene and C 9+ aromatic hydrocarbons to produce xylene and benzene isomers. According to Xie et al., Various reactions are carried out in the presence of hydrogen in separate reactors, each of which contains an appropriate catalyst (i.e., ZSM-5 catalyst for selective disproportionation and mordenite MSM-22 or beta type zeolite for transalkylation). Hydrocarbon processing processes are used to produce para-xylene from the resulting xylene isomers. The method disclosed by Xie et al. Assumes that large volumes of benzene and ethylbenzene are prepared as desired. Xie et al., However, do not suggest how to maximize the amount of xylene isomers resulting from the transalkylation reaction, while simultaneously reducing the production of benzene and ethylbenzene.

Заявка US 2001/0014645 А1 (Ishikawa и др.) раскрывает метод диспропорционирования С9+ ароматических углеводородов в толуол, и трансалкилирования С9+ ароматических углеводородов и бензола в толуол и ароматические углеводороды C8 для использования в качестве присадки к бензину. Использование бензола в качестве реагента в реакции трансалкилирования определяет попытку Ishikawa и др. освободить бензиновые фракции низкого качества от бензола. С учетом заявленного использования и предложения, чтобы освободить бензин от бензола, специалист, квалифицированный в данной технологии, может пожелать, чтобы этилбензол в ароматических углеводородах С8 максимально увеличил бы выходы бензина. Кроме того, квалифицированный специалист примет меры предосторожности, чтобы полученный этилбензол непреднамеренно не был расщеплен до бензола - который, как добиваются, должен быть удален из бензиновых фракций. Раскрытые реакции осуществляют в присутствии водорода и цеолита с большими порами, пропитанного металлом группы VIB и предпочтительно сульфидированого. Вообще, порции бензола и С9+ ароматических углеводородов конвертируют в потоке продукта, главным образом, включающем ВТХ. Из потока продукта ВТХ удаляют бензол и рециклируют назад в сырье. В конечном счете, толуол и ароматические углеводороды С8 получают из сырья бензол/С9+ ароматические углеводороды. Реакцию трансалкилирования выполняют с большим молярным избытком бензола к С9+ ароматическим углеводородам (то есть, между 5:1 до 20:1), чтобы получить толуол и ароматические углеводороды С8 (включая этилбензол). Ishikawa и др., однако, не предлагают, как максимально увеличить количество изомеров ксилола, полученных в реакции трансалкилирования, также до предела снижая получение толуола, бензолов и ароматических углеводородов С10.US 2001/0014645 A1 (Ishikawa et al.) Discloses a method for disproportioning C 9+ aromatic hydrocarbons to toluene, and transalkylating C 9+ aromatic hydrocarbons and benzene to toluene and C 8 aromatic hydrocarbons for use as a gasoline additive. The use of benzene as a reagent in the transalkylation reaction determines the attempt by Ishikawa et al. To free low-quality gasoline fractions from benzene. Given the declared use and proposal, in order to free gasoline from benzene, a person skilled in this technology may wish that ethylbenzene in C 8 aromatic hydrocarbons would maximize gasoline yields. In addition, a qualified person will take precautions to ensure that the resulting ethylbenzene is not inadvertently broken down to benzene - which is sought to be removed from gasoline fractions. The disclosed reactions are carried out in the presence of hydrogen and large pore zeolite, impregnated with a metal of group VIB and preferably sulfidated. In general, portions of benzene and C 9+ aromatic hydrocarbons are converted in the product stream, mainly including BTX. Benzene is removed from the BTX product stream and recycled back to the feed. Ultimately, toluene and C 8 aromatics are derived from benzene / C 9+ aromatics. The transalkylation reaction is carried out with a large molar excess of benzene to C 9+ aromatic hydrocarbons (i.e., between 5: 1 to 20: 1) to obtain toluene and C 8 aromatic hydrocarbons (including ethylbenzene). Ishikawa et al., However, do not suggest how to maximize the amount of xylene isomers obtained in the transalkylation reaction, while also reducing the production of toluene, benzene, and C 10 aromatic hydrocarbons to the limit.

Предшествующие публикации не раскрывают и не учат или предлагают специалисту, квалифицированному в данной технологии, как максимально увеличить получение изомеров ксилола из включающего ароматические углеводороды сырья, до предела снижая получение других компонентов ВТХ, неароматических углеводородов и тяжелых углеводородов. Кроме того, предшествующий уровень техники не раскрывает и не учит или предлагает квалифицированному специалисту высоко активный катализатор, пригодный для конверсии включающего ароматические углеводороды сырья в изомеры ксилола. Катализатор, раскрытый в каждой из предшествующих публикаций специально выбран для конверсии определенного сырья в конкретный конечный продукт. Существует множество компетентных предположений конструирования катализатора, пригодного для конверсии определенного сырья в конкретный конечный продукт. Среди этих утверждений есть желаемая активность, (форма) селективность и диффузионные ограничения, которые вытекают из активности и селективности. Высокоактивный катализатор желателен для максимального увеличения конверсии сырья, и селективность желательна для получения продукта, содержащего определенные молекулы для предельного снижения других молекул, и для очистки молекул, содержащих продукт конверсии (то есть, для разложения или отделения нежелательных молекул в продукте от определенных молекул, которые будут диффундировать через катализатор). Конверсия часто включает побочные продукты, нежелательные из-за ряда причин. Например, определенные побочные продукты могут быть очень реактивными и могут нежелательно взаимодействовать с и превращать желательный продукт в другие (менее желательные) молекулы.Previous publications do not disclose or teach or suggest to a person skilled in the art how to maximize the production of xylene isomers from aromatic hydrocarbons, reducing to a maximum the production of other BTX components, non-aromatic hydrocarbons and heavy hydrocarbons. In addition, the prior art does not disclose or teach or offer a qualified specialist a highly active catalyst suitable for the conversion of aromatic hydrocarbon feeds to xylene isomers. The catalyst disclosed in each of the previous publications is specifically selected for the conversion of a particular feed to a specific end product. There are many competent assumptions for the design of a catalyst suitable for the conversion of a particular feed to a specific end product. Among these statements are the desired activity, (form) selectivity and diffusion limitations that arise from activity and selectivity. A highly active catalyst is desirable to maximize the conversion of the feed, and selectivity is desirable to obtain a product containing certain molecules to limit other molecules to a maximum, and to purify molecules containing the conversion product (i.e., to decompose or separate unwanted molecules in the product from certain molecules that will diffuse through the catalyst). The conversion often includes by-products that are undesirable due to a number of reasons. For example, certain by-products can be very reactive and can undesirably interact with and convert the desired product into other (less desirable) molecules.

Международная публикация WO 04/056475 в общем раскрывает каталитическую конверсию этилена и бензола в этилбензол и нежелательные продукты, такие как низкомолекулярные продукты (например, этилен), бифенилэтаны и полиэтилбензолы. Когда этильные группы (и более высшие алкильные группы) отделены от ароматических соединений, они существуют в виде этиленовых групп (и более высших групп алкилена), которые являются очень реактивными и образуют нежелательные побочные продукты. Например, свободные этиленовые группы в смеси будут повторно взаимодействовать с другими частями бензола, с получением бифенилэтанов и полиэтилбензолов. Выход этих нежелательных побочных продуктов, согласно данной публикации, предельно снижен на специально разработанном катализаторе, который включает носитель, сформированный из цеолита с большим размером пор и неорганического связующего. Носитель сформирован при помощи порообразователя, для включения мезопор и макропор, и имеет объем пор по крайней мере 0.7 кубических сантиметров на грамм. Большие поры и объем пор заявлены в этой заявке, чтобы улучшить диффузионные характеристики катализатора. Улучшенная диффузия обеспечивает более быстрый расход реагентов и более короткое время пребывания, которые, в свою очередь, приводят к более низкой вероятности и уменьшенной способности очень реактивного этилена образовывать нежелательные побочные продукты. Кроме того, большие поры и объем пор также заявлены в этой заявке, чтобы улучшить диффузионную способность больших полиэтилированных ароматических молекул, которые присутствуют в этих реакциях.International publication WO 04/056475 generally discloses the catalytic conversion of ethylene and benzene to ethylbenzene and undesirable products such as low molecular weight products (e.g. ethylene), biphenylethanes and polyethylbenzenes. When ethyl groups (and higher alkyl groups) are separated from aromatic compounds, they exist as ethylene groups (and higher alkylene groups), which are very reactive and form undesirable by-products. For example, free ethylene groups in the mixture will react with other parts of benzene to produce biphenylethanes and polyethylbenzenes. The yield of these unwanted by-products, according to this publication, is extremely reduced on a specially designed catalyst, which includes a carrier formed from a zeolite with a large pore size and an inorganic binder. The carrier is formed using a blowing agent to include mesopores and macropores, and has a pore volume of at least 0.7 cubic centimeters per gram. Large pores and pore volumes are claimed in this application to improve the diffusion characteristics of the catalyst. Improved diffusion provides faster reagent consumption and shorter residence times, which in turn lead to lower likelihood and reduced ability of very reactive ethylene to form unwanted by-products. In addition, large pores and pore volume are also claimed in this application to improve the diffusion ability of the large polyethylated aromatic molecules that are present in these reactions.

Диффузионные ограничения, к которым обращаются в публикации WO 04/056475, конечно, свойственны для специфической конверсии, там описанной. Даже если бы высокоактивный катализатор был доступным для конверсии включающего ароматические углеводороды сырья в изомеры ксилола, те особые диффузионные ограничения не ожидались бы при такой конверсии. Кроме того, использование носителя с большими порами или объемом пор, типа раскрытого в указанной публикации, не ожидалось бы, чтобы способствовать реакциям деметилирования, метил-диспропорционирования и метил-трансалкилирования, потому что метильные группы даже близко не являются такими же реактивными, как олефины (например, этилен), обычно не существуют в виде газа в этих реакциях, и повторно не реагируют с ВТХ и С9+ ароматическими углеводородами таким же образом, как реагируют этилен и более высшие алкилены. Метильные группы - это химически медленные реагенты, и поэтому не ожидалось бы квалифицированными в данной технологии специалистами наличие проблем диффузии, как при наличии олефинов. Действительно, так как реакции деметилирования, метил-диспропорционирования и метил-трансалкилирования являются медленными относительно скорости, при которой диффундируют молекулы, квалифицированный специалист не полагал бы, что носитель катализатора с таким большим объемом пор и такими большими порами особенно выгоден для этих реакций.The diffusion restrictions referred to in WO 04/056475 are, of course, peculiar to the specific conversion described therein. Even if a highly active catalyst were available for the conversion of aromatic hydrocarbon feeds to xylene isomers, those special diffusion restrictions would not be expected with such a conversion. In addition, the use of a carrier with large pores or a pore volume, such as that disclosed in this publication, would not be expected to facilitate demethylation, methyl disproportionation and methyl transalkylation reactions, because methyl groups are not even nearly as reactive as olefins ( for example, ethylene), usually do not exist as a gas in these reactions, and do not react with BTX and C 9+ aromatic hydrocarbons in the same way as ethylene and higher alkylenes react. Methyl groups are chemically slow reactants, and therefore, diffusion problems would not be expected by those skilled in the art as in the presence of olefins. Indeed, since the demethylation, methyl disproportionation and methyl transalkylation reactions are slow relative to the rate at which the molecules diffuse, one skilled in the art would not consider a catalyst support with such a large pore volume and such large pores to be particularly advantageous for these reactions.

Предшествующая технология не раскрывает и не учит или указывает квалифицированному специалисту, что высокоактивный катализатор пригоден для конверсии включающего ароматические углеводороды сырья в изомеры ксилола. И при этом предшествующий уровень техники не раскрывает, учит или определяет условия реакции, при которых такая каталитическая конверсия должна быть осуществлена, чтобы максимально увеличить выход изомеров ксилола. При отсутствии такого раскрытия и учения в предшествующем уровне техники, не удивительно, обнаруживается, что значительные диффузионные ограничения не связаны с конверсией включающего ароматические углеводороды сырья в изомеры ксилола.The prior art does not disclose or teach or indicate to a qualified person that a highly active catalyst is suitable for the conversion of aromatic hydrocarbon feed materials to xylene isomers. Moreover, the prior art does not disclose, teaches or determines the reaction conditions under which such catalytic conversion must be carried out in order to maximize the yield of xylene isomers. In the absence of such disclosure and teachings in the prior art, it is not surprising that significant diffusion limitations are not associated with the conversion of aromatic hydrocarbon-containing feeds to xylene isomers.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Было обнаружено, что использование бифункционального катализатора, содержащего макропоры, обеспечивает удивительное преимущество с точки зрения, например, улучшенной активности (улучшенной конверсии включающего ароматические углеводороды сырья), не снижая селективность в отношении ксилола, улучшенной стабильности катализатора, способности к конверсии сырья, содержащего некоторые неароматические углеводороды и С10+ ароматические углеводороды, без дезактивации катализатора, способности к получению очень чистого бензола, повышению выхода выделения ксилола на установке процесса переработки пара-ксилола и неожиданной гибкости для приспособления множества процессов с сырьем, использующих ту же самую общую схему процесса и выделения выбранных продуктов конверсии, как задано.It has been found that the use of a bifunctional catalyst containing macropores provides a surprising advantage in terms of, for example, improved activity (improved conversion of aromatic hydrocarbon containing feeds) without compromising selectivity for xylene, improved catalyst stability, and the ability to convert raw materials containing some non-aromatic hydrocarbons and C 10+ aromatic hydrocarbons, without catalyst deactivation, the ability to obtain very pure benzene, increase in the yield of xylene separation at the installation of the para-xylene processing process and unexpected flexibility to accommodate a variety of raw material processes using the same general process scheme and isolation of the selected conversion products as specified.

Соответственно, в настоящем изобретении раскрыты способы получения изомеров ксилола, использующие такие катализаторы. В одном воплощении, способ включает контактирование сырья, содержащего ароматические углеводороды С9, с несульфидированным катализатором в условиях, пригодных для конверсии сырья в продукт, содержащий изомеры ксилола. Катализатор включает носитель, импрегнированный компонентом гидрирования, и носитель включает макропористое связующее и сито с большим размером пор.Accordingly, the present invention discloses methods for producing xylene isomers using such catalysts. In one embodiment, the method comprises contacting a feed containing C 9 aromatic hydrocarbons with a non-sulfidated catalyst under conditions suitable for converting the feed to a product containing xylene isomers. The catalyst includes a carrier impregnated with a hydrogenation component, and the carrier includes a macroporous binder and a large pore sieve.

В другом воплощении, способ включает контактирование сырья при подаче, содержащего ароматические углеводороды С68 и по существу не содержащего С9+ ароматические углеводороды, на несульфидированном катализаторе в условиях, пригодных для конверсии сырья в продукт, содержащий изомеры ксилола. Катализатор включает носитель, импрегнированный компонентом гидрирования, и носитель включает макропористое связующее и сито, выбранное из группы, состоящей из сита со средним размером пор, сита с большим размером пор и их смесей.In another embodiment, the method comprises contacting a feed at a feed containing C 6 -C 8 aromatic hydrocarbons and substantially free of C 9+ aromatic hydrocarbons on a non-sulfidated catalyst under conditions suitable for converting the feed to a product containing xylene isomers. The catalyst includes a carrier impregnated with a hydrogenation component, and the carrier includes a macroporous binder and a sieve selected from the group consisting of a sieve with an average pore size, a sieve with a large pore size and mixtures thereof.

Дополнительные особенности могут стать очевидными квалифицированным в данной технологии специалистам из следующего подробного описания, рассматриваемого совместно с прилагаемыми чертежами, примерами и приложенной формулой изобретения.Additional features may become apparent to those skilled in the art from the following detailed description, taken in conjunction with the accompanying drawings, examples, and the attached claims.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Для более полного понимания изобретения, отсылки должны быть сделаны к следующему детализированному описанию и единственному чертежу, в основном поясняющему схему процесса, пригодную для осуществления раскрытых способов и их воплощений. В то время как раскрытые способы подвержены различным формам воплощений, на чертеже проиллюстрированы (и будут потом описаны) конкретные воплощения способов с пониманием того, что раскрытие предназначено, чтобы быть иллюстративным, и не предназначено, чтобы ограничить область способов конкретными воплощениями, описанными и поясняемыми в настоящей заявке.For a more complete understanding of the invention, references should be made to the following detailed description and a single drawing, basically explaining a process diagram suitable for implementing the disclosed methods and their embodiments. While the disclosed methods are subject to various forms of embodiments, the drawing illustrates (and will later describe) specific embodiments of the methods with the understanding that the disclosure is intended to be illustrative, and is not intended to limit the scope of the methods to the specific embodiments described and explained in this application.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Изобретение в основном имеет отношение к способам получения изомеров ксилола, которые являются особенно пригодными в качестве химического исходного сырья для получения пара-ксилола. Заявка US 10/794,932, поданная 4 марта 2004, описывает большое преимущество при конверсии включающего ароматические углеводороды сырья в изомеры ксилола с использованием несульфидированного катализатора, содержащего компонент гидрирования. Было обнаружено, что полное преимущество той конверсии, возможно, фактически не осуществимо в коммерческом масштабе получения из-за диффузионных ограничений, с которыми сталкиваются в том масштабе, когда катализатор находится в форме экструдированной таблетки/частицы. Например, носитель, импрегнированный компонентом гидрирования, таким как оксид металла группы VIB, где носитель сделан из связующего и сита с большим размером пор, был найден столь активным относительно конверсии сырья, содержащего ароматические углеводороды С9, бензол, толуол или их смеси, в продукт, содержащий изомеры ксилола, что значительные части активных центров в пределах экструдированной формы катализатора недостаточно используются или не используются вообще. Это представляет собой диффузионное ограничение, и оно нежелательно, потому что значительные объемы коммерческого промышленного реактора будут излишне заняты катализатором (с недостатком макропор), активные центры которого не могут использоваться (или будут недостаточно использованы).The invention mainly relates to methods for producing xylene isomers, which are particularly suitable as a chemical feedstock for producing para-xylene. Application US 10 / 794,932, filed March 4, 2004, describes a great advantage in the conversion of aromatic hydrocarbon-containing feeds to xylene isomers using a non-sulfidated catalyst containing a hydrogenation component. It has been found that the full advantage of that conversion may not actually be feasible on a commercial scale of production due to diffusion limitations encountered on a scale where the catalyst is in the form of an extruded tablet / particle. For example, a carrier impregnated with a hydrogenation component, such as a Group VIB metal oxide, where the carrier is made of a binder and a large pore sieve, has been found to be so active with respect to the conversion of a feed containing C 9 aromatic hydrocarbons, benzene, toluene, or mixtures thereof, into a product containing xylene isomers that significant portions of the active sites within the extruded form of the catalyst are underused or not used at all. This is a diffusion limitation, and it is undesirable because significant volumes of a commercial industrial reactor will be unnecessarily occupied by a catalyst (with a lack of macropores) whose active centers cannot be used (or will not be used enough).

Это диффузионное ограничение можно снять, уменьшая скорость подачи в реактор (для соблюдения скорости конверсии); однако, это, вероятно, понизит производительность метода. Альтернативно, ограничение можно снять, поддерживая скорость подачи, но увеличивая объем реактора и количество катализатора, заполняющего этот объем (для соблюдения скорости конверсии); однако, это вероятно увеличит капитальные затраты.This diffusion limitation can be removed by reducing the feed rate to the reactor (to comply with the conversion rate); however, this is likely to lower the performance of the method. Alternatively, the restriction can be removed while maintaining the feed rate, but increasing the volume of the reactor and the amount of catalyst filling this volume (to comply with the conversion rate); however, this will likely increase capital costs.

Весьма неожиданно было обнаружено, что диффузионное ограничение можно снять, используя катализатор (носитель), который содержит макропоры. С макропористым катализатором сырье может быть введено в реактор и подвергнуто диффузии через макропоры к активным центрам в сите, предварительно недостаточно использованном (или не использованном вообще). Присутствие макропор в катализаторе эффективно увеличивает скорость каталитической конверсии для лучшего соблюдения времени пребывания сырья и продукта конверсии в реакторе. Таким образом, было обнаружено, что, в то время как с помощью экструдированной формы импрегнированного металлом носителя катализатора с недостатком макропор можно конвертировать содержащее ароматические углеводороды сырье в изомеры ксилола, с помощью экструдированной формы катализатора, содержащего макропоры, осуществляют конверсию более эффективно в коммерческом промышленном масштабе получения, основанном на данном объеме реактора. Кроме того, объем реактора требует увеличения в результате увеличенной скорости подачи, чтобы достигнуть такой эффективной конверсии.It was very unexpectedly found that the diffusion limitation can be removed using a catalyst (carrier), which contains macropores. With a macroporous catalyst, the feed can be introduced into the reactor and diffused through the macropores to active centers in a sieve previously underused (or not used at all). The presence of macropores in the catalyst effectively increases the rate of catalytic conversion to better comply with the residence time of the feed and conversion product in the reactor. Thus, it was found that, while using an extruded form of a metal impregnated catalyst carrier with a lack of macropores, it is possible to convert aromatic hydrocarbon containing feeds to xylene isomers, using an extruded form of a catalyst containing macropores, the conversion is carried out more efficiently on a commercial industrial scale production based on a given reactor volume. In addition, the volume of the reactor requires an increase as a result of the increased feed rate in order to achieve such an effective conversion.

Использование катализатора, содержащего макропоры, является контринтуитивным, потому что молекулы сырья, рецикла и продукта являются обычно достаточно малыми, чтобы диффундировать через поры катализатора, с недостатком макропор. Следовательно, специалист, имеющий квалификацию в данной технологии, не мог предположить использование катализатора, содержащего макропоры, для достижения конверсии. Кроме того, при отсутствии в наличии компонента гидрирования, скорость каталитической конверсии не превысила бы скорость, при которой сырье проходит через катализатор. Следовательно, все активные центры на катализаторе были бы доступными сырью (то есть, там не будет (или немного) недостаточно использованных участков). Таким образом, было обнаружено в настоящей заявке, что большое преимущество высокоактивного, бифункционального катализатора может быть выше и более реализовано практически в промышленном масштабе, если экструдированная форма катализатора (носителя) включает макропоры.The use of a catalyst containing macropores is counterintuitive because the molecules of the feed, recycle and product are usually small enough to diffuse through the pores of the catalyst, with a lack of macropores. Therefore, a specialist qualified in this technology could not have suggested the use of a catalyst containing macropores to achieve conversion. In addition, in the absence of a hydrogenation component, the catalytic conversion rate would not exceed the rate at which the feed passes through the catalyst. Consequently, all active sites on the catalyst would be available raw materials (that is, there would be (or few) underutilized sites there). Thus, it was found in this application that the great advantage of a highly active, bifunctional catalyst can be higher and more realized on an industrial scale, if the extruded form of the catalyst (carrier) includes macropores.

Как описано более подробно ниже, изомеры ксилола могут быть получены из различного сырья, которое может включать ароматические углеводороды С9, толуол, бензол и их смеси. Некоторые реакции с этим сырьем, такие как, например, диспропорционирование толуола и трансалкилирование толуола, были описаны выше. Вообще, методы, раскрытые в настоящей заявке, включают контактирование сырья с катализатором в условиях, пригодных для конверсии сырья в продукт, который включает изомеры ксилола.As described in more detail below, xylene isomers can be obtained from various raw materials, which may include C 9 aromatic hydrocarbons, toluene, benzene, and mixtures thereof. Some reactions with this feed, such as, for example, the disproportionation of toluene and the transalkylation of toluene, have been described above. In general, the methods disclosed herein include contacting the feed with a catalyst under conditions suitable for converting the feed to a product that includes xylene isomers.

Катализатор включает носитель, импрегнированный компонентом гидрирования. Носитель включает макропористое связующее и сито, выбранное из группы, состоящей из сита со средним размером, сита с большим размером пор и их смесей. Выбор сита основан на композиции сырья. Например, сита с большим размером пор должны использоваться для сырья, содержащего ароматические углеводороды С9, тогда как сита со средним размером пор или смеси таких сит могут использоваться для включающего ароматические углеводороды сырья, содержащего только молекулы, более малые в размере, чем ароматические углеводороды С9, или включающего ароматические углеводороды сырья, по существу не содержащего молекул, имеющих размер, равный или больше, чем ароматические углеводороды С9. Хотя раскрытые способы в конечном счете позволяют получить изомеры ксилола, легко может быть понятно, что конкурирующие реакции будут давать ароматические углеводороды в качестве побочного продукта (например, ароматические углеводороды, кроме изомеров ксилола, такие как бензол) в дополнение к желательным изомерам ксилола. Эти побочные продукты могут иметь выгодное значение, однако, количество этих побочных продуктов предпочтительно до предела снизить. Следовательно, в определенных воплощениях, «продукт» можно более точно считать ”промежуточным продуктом”, потому что он также содержит ароматические углеводороды в качестве побочного продукта. Способы, поэтому, также могут включать отделение, по крайней мере, части изомеров ксилола от промежуточного продукта, для получения промежуточного продукта, обедненного изомерами ксилола, и рециркуляцию его же в сырье.The catalyst includes a carrier impregnated with a hydrogenation component. The carrier includes a macroporous binder and a sieve selected from the group consisting of medium-sized sieves, large pore sieves and mixtures thereof. The selection of sieves is based on the composition of the raw materials. For example, sieves with a large pore size should be used for raw materials containing C 9 aromatic hydrocarbons, while sieves with an average pore size or mixtures of such sieves can be used for raw materials containing aromatic hydrocarbons containing only molecules smaller in size than C aromatic hydrocarbons 9 , or comprising aromatic hydrocarbons, a feedstock substantially free of molecules having a size equal to or greater than C 9 aromatic hydrocarbons. Although the disclosed methods ultimately produce xylene isomers, it can easily be understood that competing reactions will produce aromatic hydrocarbons as a by-product (for example, aromatic hydrocarbons other than xylene isomers such as benzene) in addition to the desired xylene isomers. These by-products can be beneficial, however, the amount of these by-products is preferably reduced to the limit. Therefore, in certain embodiments, a “product” can more accurately be considered an “intermediate product” because it also contains aromatic hydrocarbons as a by-product. The methods, therefore, may also include the separation of at least part of the xylene isomers from the intermediate product, to obtain an intermediate product depleted in xylene isomers, and its recycling in the feed.

Сырье, пригодное для использования в соответствии с раскрытыми способами, включает в конечном счете сырье, полученное из процессов переработки нефти. Как правило, сырую нефть опресняют и после этого перегоняют в различные продукты. Стадия опреснения главным образом позволяет удалить металлы и суспендированные твердые частицы, которые могли вызвать дезактивацию катализатора в дальнейших процессах переработки углеводородов. Продукт, полученный на стадии опреснения, впоследствии подвергается перегонке под атмосферным давлением или в вакууме. Среди фракций, полученных с помощью перегонки под атмосферным давлением, неочищенная бензино-лигроиновая фракция, лигроин прямой перегонки, керосин, средние дистилляты, газойль, дистилляты смазочного масла и тяжелый осадок, которые часто являются дополнительно перегнанными с помощью методов перегонки в вакууме. Многие из этих фракций могут быть проданы как конечные продукты или могут быть далее переработаны в процессах переработки углеводородов, способствующих изменению молекулярного строения углеводородных молекул или разрушая их до более малых молекул, или объединяя их для образования большей более значительной молекулы, или трансформируя их в более значительные молекулы. Например, неочищенная бензино-лигроиновая фракция или лигроин прямой перегонки, полученные на стадии перегонки, могут быть направлены с водородом в установку гидрирования, в которой подвергаются конверсии любые остаточные олефины в парафины, и удаляются примеси, такие как сера, азот, кислород, галоидные соединения, гетероатомы и металлические примеси, которые могут дезактивировать катализаторы при дальнейшей переработке углеводородов. На выходе из установки гидрирования находятся переработанная обедненная лигроиновая фракция или по существу не содержащий примесей богатый водородом газ и потоки, содержащие сероводород и аммиак. Легкие углеводороды отправляют на стадию реформинга (”установка реформинга”), чтобы конвертировать те углеводороды (например, неароматические углеводороды) в углеводороды, имеющие лучшие свойства для бензина (например, ароматические углеводороды). Переработанный лигроин, в основном включающий ароматические углеводороды (обычно в пределах кипения ароматических углеводородов С6-10), может служить сырьем, пригодным для конверсии в соответствии с раскрытыми способами по изобретению.Raw materials suitable for use in accordance with the disclosed methods include ultimately raw materials obtained from oil refining processes. As a rule, crude oil is desalinated and then distilled into various products. The desalination step mainly allows the removal of metals and suspended solids that could cause catalyst deactivation in further hydrocarbon processing processes. The product obtained in the desalination step is subsequently subjected to distillation under atmospheric pressure or in vacuum. Among the fractions obtained by atmospheric distillation are the crude gasoline-naphtha fraction, direct distillation naphtha, kerosene, middle distillates, gas oil, lubricating oil distillates and heavy sludge, which are often further distilled using vacuum distillation methods. Many of these fractions can be sold as final products or can be further refined in hydrocarbon processing processes that contribute to changing the molecular structure of hydrocarbon molecules or breaking them down to smaller molecules, or combining them to form a larger, more significant molecule, or transforming them into larger ones molecules. For example, the crude gasoline-naphtha fraction or direct distillation naphtha obtained in the distillation stage can be sent with hydrogen to a hydrogenation unit in which any residual olefins are converted to paraffins and impurities such as sulfur, nitrogen, oxygen, halide compounds are removed , heteroatoms and metallic impurities that can deactivate catalysts in the further processing of hydrocarbons. At the outlet of the hydrogenation unit, there is a processed depleted naphtha fraction or a substantially impurity-free hydrogen-rich gas and streams containing hydrogen sulfide and ammonia. Light hydrocarbons are sent to the reforming stage (“reforming unit”) in order to convert those hydrocarbons (for example, non-aromatic hydrocarbons) into hydrocarbons having better gasoline properties (for example, aromatic hydrocarbons). The processed naphtha, mainly comprising aromatic hydrocarbons (usually within the boiling range of C 6-10 aromatic hydrocarbons), can serve as a feed suitable for conversion in accordance with the disclosed methods of the invention.

Альтернативно, в установку гидрокрекинга можно направить сырье, содержащее средние дистилляты и/или легкое дизельное топливо и конвертировать это сырье в легкие углеводороды, имеющие недостаточные свойства для бензина (то есть, лигроин) и серу (немного) или олефины. Легкие углеводороды затем отправляют в установку для реформинга, чтобы конвертировать эти углеводороды в углеводороды, имеющие лучшие свойства для бензина (например, ароматические углеводороды).Alternatively, a feed containing medium distillates and / or light diesel fuel can be sent to the hydrocracker and converted to a light hydrocarbon having insufficient properties for gasoline (i.e., naphtha) and sulfur (a little) or olefins. Light hydrocarbons are then sent to a reformer to convert these hydrocarbons into hydrocarbons having better gasoline properties (e.g., aromatic hydrocarbons).

На выходе из установки для реформинга находится продукт реформинга, который является по существу свободным от серы и олефинов и включает не только ароматические углеводороды (обычно в пределах кипения ароматических углеводородов С6-10), но также и парафины и полиароматические углеводороды. Таким образом, на следующей стадии, парафины и полиароматические углеводороды выделяют, чтобы получить поток продукта, содержащий ароматические углеводороды С9. Такой поток продукта может служить сырьем, пригодным для конверсии в соответствии с раскрытыми способами по изобретению.At the outlet of the reformer, there is a reformate product that is substantially free of sulfur and olefins and includes not only aromatic hydrocarbons (usually within the boiling range of C 6-10 aromatic hydrocarbons), but also paraffins and polyaromatic hydrocarbons. Thus, in the next step, paraffins and polyaromatic hydrocarbons are recovered to obtain a product stream containing C 9 aromatic hydrocarbons. Such a product stream may serve as a feed suitable for conversion in accordance with the disclosed methods of the invention.

Композиция неочищенной нефти может изменяться значительно в зависимости от ее источника. Кроме того, сырье, пригодное для использования в соответствии со способами по изобретению, раскрытыми в настоящей заявке, обычно получают в качестве разновидности предыдущих процессов добычи нефти, конечно, оно может изменяться в зависимости от реагентов/материалов, поставляемых на тех процессах добычи нефти. Часто, источник тех реагентов/материалов будет диктовать композицию сырья, полученную как продукт предыдущих операций по добыче нефти. Как описано более подробно ниже, есть вообще два типа сырья, которое способами по изобретению можно конвертировать в изомеры ксилола: то, которое содержит ароматические углеводороды С9, и то, которое содержит бензол и/или толуол, которое является по существу свободным от ароматических углеводородов С9 и молекул, больших по размеру, чем ароматические углеводороды С9.The composition of the crude oil can vary significantly depending on its source. In addition, raw materials suitable for use in accordance with the methods of the invention disclosed in this application are usually obtained as a variety of previous oil production processes, of course, it can vary depending on the reagents / materials supplied to those oil production processes. Often, the source of those reagents / materials will dictate the composition of the feed obtained as a product of previous oil production operations. As described in more detail below, there are generally two types of feed that can be converted to xylene isomers by the methods of the invention: one that contains C 9 aromatic hydrocarbons and one that contains benzene and / or toluene, which is substantially free of aromatic hydrocarbons C 9 and molecules larger than C 9 aromatic hydrocarbons.

Как используется в настоящей заявке, термин ”ароматический” определяет главную группу ненасыщенных циклических углеводородов, содержащих одно или более колец, представленных бензолом. См. в основном, ”Hawley's Condensed Chemical Dictionary,” at p. 92 (13th Ed., 1997). Вообще, ароматические углеводороды Cn относятся к ароматическим соединениям, имеющим n углеродных атомов. Кроме того, Cn+ ароматические углеводороды относятся к ароматическим соединениям, имеющим по крайней мере n углеродных атомов. Таким образом, как используется в настоящей заявке, термин «ароматические углеводороды С9» означает смесь, которая включает любое ароматическое соединение, имеющее девять углеродных атомов. Предпочтительно, ароматические углеводороды С9 включают 1,2,4 триметилбензол (псевдокумол), 1,2,3-триметилбензол (гемимеллитол), 1,3,5-триметилбензол (мезитилен), мета-метилэтилбензол, орто-метилэтилбензол, пара-метилэтилбензол, изопропилбензол и н-пропилбензол. Как используется в настоящей заявке, ”С9+ ароматические углеводороды" означают смесь, которая включает любое ароматическое соединение, имеющее по крайней мере девять углеродных атомов, типа, например, ароматических углеводородов С10. Точно так же ”С10+ ароматические углеводороды" означают смесь, которая включает любое ароматическое соединение, имеющее по крайней мере десять углеродных атомов.As used herein, the term “aromatic” defines a major group of unsaturated cyclic hydrocarbons containing one or more rings represented by benzene. See mainly, “Hawley's Condensed Chemical Dictionary,” at p. 92 (13 th Ed., 1997). In general, aromatic hydrocarbons C n refer to aromatic compounds having n carbon atoms. In addition, C n + aromatic hydrocarbons belong to aromatic compounds having at least n carbon atoms. Thus, as used herein, the term “C 9 aromatic hydrocarbons” means a mixture that includes any aromatic compound having nine carbon atoms. Preferably, C 9 aromatic hydrocarbons include 1,2,4 trimethylbenzene (pseudocumene), 1,2,3-trimethylbenzene (hemimellitol), 1,3,5-trimethylbenzene (mesitylene), meta-methylethylbenzene, ortho-methylethylbenzene, para-methylethylbenzene , isopropylbenzene and n-propylbenzene. As used herein, “C 9+ aromatic hydrocarbons” means a mixture that includes any aromatic compound having at least nine carbon atoms, such as, for example, C 10 aromatic hydrocarbons. Similarly, “C 10+ aromatic hydrocarbons” means a mixture that includes any aromatic compound having at least ten carbon atoms.

Наряду с сырьем, включающим ароматические углеводороды С9, сырье обычно будет включать многочисленные другие углеводороды, многие из которых только присутствуют в следовых количествах. Например, сырье предпочтительно является по существу свободным от неароматических углеводородов, таких как, например, парафины и олефины. Сырье, которое является по существу свободным от неароматических углеводородов, предпочтительно, включает меньше, чем приблизительно 5% веса неароматических углеводородов, и более предпочтительно меньше, чем приблизительно 3% веса неароматических углеводородов, в расчете на общий вес сырья. Хотя пригодное сырье является предпочтительно по существу свободным от неароматических углеводородов, сырье, содержащее неароматические углеводороды, может быть переработано способами, раскрытыми, как продемонстрировано в примерах, которые представлены ниже.Along with raw materials including C 9 aromatic hydrocarbons, the raw materials will usually include numerous other hydrocarbons, many of which are only present in trace amounts. For example, the feed is preferably substantially free of non-aromatic hydrocarbons, such as, for example, paraffins and olefins. A feed that is substantially free of non-aromatic hydrocarbons preferably includes less than about 5% by weight of non-aromatic hydrocarbons, and more preferably less than about 3% by weight of non-aromatic hydrocarbons, based on the total weight of the feed. Although a suitable feed is preferably substantially free of non-aromatic hydrocarbons, a feed containing non-aromatic hydrocarbons can be processed by the methods disclosed as shown in the examples below.

Сырье должно быть по существу свободным от серы (например, элементарной серы и серосодержащих углеводородов и не углеводородов). Сырье, которое является по существу свободным от серы, предпочтительно, включает меньше, чем приблизительно 1% вес. серы, более предпочтительно меньше, чем приблизительно 0.1% вес. серы, и еще более предпочтительно меньше, чем приблизительно 0.01% вес. серы, в расчете на общий вес сырья.The feed should be substantially free of sulfur (e.g. elemental sulfur and sulfur-containing hydrocarbons and non-hydrocarbons). A feed that is substantially sulfur free preferably includes less than about 1% by weight. sulfur, more preferably less than about 0.1% weight. sulfur, and even more preferably less than about 0.01% by weight. sulfur, calculated on the total weight of the raw materials.

В различных предпочтительных воплощениях, сырье является по существу свободным от изомеров ксилола, толуола, этилбензола и/или бензола. Сырье, которое является по существу свободным от изомеров ксилола, предпочтительно, включает меньше, чем приблизительно 3% веса изомеров ксилола, и более предпочтительно меньше, чем приблизительно 1% веса изомеров ксилола, в расчете на общий вес сырья. Сырье, которое является по существу свободным от толуола, предпочтительно, включает меньше, чем приблизительно 5% веса толуола, и более предпочтительно меньше, чем приблизительно 3% веса толуола, в расчете на общий вес подачи. Сырье, которое является по существу свободным от этилбензола, предпочтительно, включает меньше, чем приблизительно 5% веса этилбензола, и более предпочтительно меньше, чем приблизительно 3% веса этилбензола, в расчете на общий вес подачи.In various preferred embodiments, the feed is substantially free of isomers of xylene, toluene, ethylbenzene and / or benzene. A feed that is substantially free of xylene isomers preferably includes less than about 3% by weight of xylene isomers, and more preferably less than about 1% by weight of xylene isomers, based on the total weight of the feed. A feed that is substantially free of toluene preferably includes less than about 5% by weight of toluene, and more preferably less than about 3% by weight of toluene, based on the total feed weight. A feed that is substantially free of ethylbenzene preferably includes less than about 5% by weight of ethylbenzene, and more preferably less than about 3% by weight of ethylbenzene, based on the total feed weight.

В других воплощениях, однако, сырье может включать значительные количества одного или обоих из толуола и бензола. Например, в определенных воплощениях, сырье может включать приблизительно вплоть до 50% веса толуола, в расчете на общий вес сырья. Предпочтительно, однако, сырье включает меньше, чем приблизительно 50% веса толуола, более предпочтительно меньше, чем приблизительно 40% веса толуола, еще более предпочтительно меньше, чем приблизительно 30% веса толуола, и наиболее предпочтительно меньше, чем приблизительно 20% веса толуола, в расчете на общий вес сырья. Точно так же в определенных воплощениях, сырье может включать приблизительно до 30% веса бензола, в расчете на общий вес сырья. Предпочтительно, однако, сырье включает меньше, чем приблизительно 30% веса бензола, и более предпочтительно, меньше, чем приблизительно 20% веса бензола, в расчете на общий вес сырья.In other embodiments, however, the feed may include significant amounts of one or both of toluene and benzene. For example, in certain embodiments, the feed can include up to about 50% by weight of toluene, based on the total weight of the feed. Preferably, however, the feed comprises less than about 50% by weight of toluene, more preferably less than about 40% by weight of toluene, even more preferably less than about 30% by weight of toluene, and most preferably less than about 20% by weight of toluene, based on the total weight of the raw materials. Similarly, in certain embodiments, the feed can include up to about 30% by weight of benzene, based on the total weight of the feed. Preferably, however, the feed comprises less than about 30% by weight of benzene, and more preferably less than about 20% by weight of benzene, based on the total weight of the feed.

Более того, в различных воплощениях, сырье может быть по существу свободным от С10+ ароматических углеводородов. Сырье, однако, должно быть по существу свободным от С10+ ароматических углеводородов. Вообще, С10+ ароматические углеводороды (”А10+”) будут включать бензолы, имеющие одну или более углеводородных функциональных групп, которые, в совокупности, имеют четыре или больше атомов углерода. Примеры таких С10+ ароматических углеводородов включают, но не ограничиваясь, ароматические углеводороды С10 (”А10”), такие как бутилбензол, (включая изобутилбензол и трет-бутилбензол), диэтилбензол, метилпропилбензол, диметилэтилбензол, тетраметилбензол и ароматические углеводороды С11, такие как триметилэтилбензол и этилпропилбензол, например. Примеры С10+ ароматических углеводородов также могут включать нафталин и метилнафталин. Сырье, которое является по существу свободным от С10+ ароматических углеводородов, предпочтительно, включает меньше, чем приблизительно 5% веса С10+ ароматических углеводородов, и более предпочтительно меньше, чем приблизительно 3% веса С10+ ароматических углеводородов, в расчете на общий вес сырья.Moreover, in various embodiments, the feed can be substantially free of C 10+ aromatic hydrocarbons. The feed, however, should be substantially free of C 10+ aromatic hydrocarbons. In general, C 10+ aromatic hydrocarbons (“A 10+ ”) will include benzenes having one or more hydrocarbon functional groups, which together have four or more carbon atoms. Examples of such C 10+ aromatic hydrocarbons include, but are not limited to, C 10 aromatic hydrocarbons (“A 10 ”) such as butylbenzene (including isobutylbenzene and tert-butylbenzene), diethylbenzene, methylpropylbenzene, dimethylethylbenzene, tetramethylbenzene and C 11 aromatic hydrocarbons, such as trimethylethylbenzene and ethylpropylbenzene, for example. Examples of C 10+ aromatic hydrocarbons may also include naphthalene and methylnaphthalene. A feed that is substantially free of C 10+ aromatic hydrocarbons preferably includes less than about 5% by weight of C 10+ aromatic hydrocarbons, and more preferably less than about 3% by weight of C 10+ aromatic hydrocarbons, based on the total weight of raw materials.

Как используется в настоящей заявке, термин ”ароматические углеводороды С8” означает смесь, содержащую преимущественно изомеры ксилола и этилбензол. Напротив, термин ”изомеры ксилола”, как используется в настоящей заявке, означает смесь, содержащую мета-, орто- и пара-ксилол, где смесь является по существу свободной от этилбензола. Предпочтительно, такая смесь содержит меньше, чем три процента по весу этилбензола, в расчете на общий вес изомеров ксилола и этилбензола. Более предпочтительно, однако, такая смесь содержит меньше, чем один процент по весу этилбензола.As used herein, the term “C 8 aromatic hydrocarbons” means a mixture containing predominantly xylene and ethylbenzene isomers. On the contrary, the term "xylene isomers", as used in this application, means a mixture containing meta-, ortho- and para-xylene, where the mixture is essentially free of ethylbenzene. Preferably, such a mixture contains less than three percent by weight of ethylbenzene, based on the total weight of the xylene and ethylbenzene isomers. More preferably, however, such a mixture contains less than one percent by weight of ethylbenzene.

Второй тип сырья, которое может быть конвертировано в изомеры ксилола способом по изобретению, представляет собой то сырье, которое содержит молекулы (например, толуол) более малые, чем С9+ ароматические углеводороды, обсуждаемые выше, то есть, включает сырье, содержащее ароматические углеводороды, по существу не содержащее молекул, имеющих размер, равный или больше, чем у С9+ ароматических углеводородов. Как правило, сырье будет богато толуолом и, таким образом, будет содержать по крайней мере приблизительно 90% веса толуола, предпочтительно приблизительно 95% веса толуола, и более предпочтительно приблизительно 97% веса толуола, в расчете на общий вес сырья. Это сырье в основном может быть подвергнуто конверсии в изомеры ксилола посредством диспропорционирования толуола на каталитических ситах, имеющих более малые поры, чем каталитические сита, необходимые для конверсии сырья, содержащего С9+ ароматические углеводороды, обсуждаемые выше. Как правило, сырье, которое является по существу свободным от ароматических углеводородов С9, предпочтительно, включает меньше, чем приблизительно 5% веса ароматических углеводородов C9, более предпочтительно меньше, чем приблизительно 3 вес.% ароматических углеводородов С9, и чрезвычайно предпочтительно меньше, чем приблизительно 1% веса ароматических углеводородов С9, в расчете на общий вес сырья. Это сырье также должно быть по существу свободным от С10+ ароматических углеводородов. Сырье, которое является по существу свободным от С10+ ароматических углеводородов, предпочтительно, включает меньше, чем приблизительно 5% веса С10+ ароматических углеводородов, более предпочтительно меньше, чем приблизительно 3% веса С10+ ароматических углеводородов, и чрезвычайно предпочтительно меньше, чем приблизительно 1% веса С10+ ароматических углеводородов, в расчете на общий вес сырья. Присутствие ароматических углеводородов С9 и ароматических углеводородов С10+ в сырье ограничили бы способность использования каталитических сит с более малыми порами, потому что эти молекулы не будут в состоянии пройти через сито и в конечном счете закупорят его, приводя каталитический материал в менее полезное или даже бесполезное состояние. Следовательно, для выгодного применения каталитических сит с меньшими порами (например, сита со средним размером пор), сырье должно по существу быть свободным от этих более больших молекул.A second type of feed that can be converted to xylene isomers by the method of the invention is that feed that contains molecules (e.g., toluene) smaller than the C 9+ aromatic hydrocarbons discussed above, that is, includes a feed containing aromatic hydrocarbons essentially free of molecules having a size equal to or greater than C 9+ aromatic hydrocarbons. Typically, the feed will be rich in toluene and thus will contain at least about 90% by weight of toluene, preferably about 95% by weight of toluene, and more preferably about 97% by weight of toluene, based on the total weight of the feed. This feed can mainly be converted to xylene isomers by disproportioning toluene on catalytic sieves having smaller pores than the catalytic sieves necessary for the conversion of the feed containing C 9+ aromatic hydrocarbons discussed above. Typically, a feed that is substantially free of C 9 aromatics preferably comprises less than about 5% by weight of C 9 aromatics, more preferably less than about 3 wt.% C 9 aromatics, and extremely preferably less than about 1% by weight of C 9 aromatic hydrocarbons, based on the total weight of the feed. This feed should also be substantially free of C 10+ aromatic hydrocarbons. A feed that is substantially free of C 10+ aromatic hydrocarbons preferably includes less than about 5% by weight of C 10+ aromatic hydrocarbons, more preferably less than about 3% by weight of C 10+ aromatic hydrocarbons, and extremely preferably less than approximately 1% by weight of C 10+ aromatic hydrocarbons, based on the total weight of the feed. The presence of C 9 aromatic hydrocarbons and C 10+ aromatic hydrocarbons in the feed would limit the ability to use catalytic sieves with smaller pores because these molecules would not be able to pass through the sieve and ultimately clog it, rendering the catalytic material less useful or even useless condition. Therefore, for the advantageous use of catalytic sieves with smaller pores (for example, sieves with an average pore size), the feed should essentially be free of these larger molecules.

Так же как и сырье, содержащее ароматические углеводороды С9, сырье, которое является по существу свободным от ароматических углеводородов С9, для использования в соответствии с раскрытыми способами, обычно будет включать многочисленные другие углеводороды, многие из которых присутствуют только в следовых количествах. Например, сырье должно быть по существу свободным от неароматических углеводородов, таких как, например, парафины и олефины. Сырье, которое является по существу свободным от неароматических углеводородов, предпочтительно, включает меньше, чем приблизительно 5% веса неароматических углеводородов, и более предпочтительно меньше, чем приблизительно 1% веса неароматических углеводородов, в расчете на общий вес сырья. Хотя соответствующее сырье является предпочтительно по существу свободным от неароматических углеводородов, сырье, содержащее неароматические углеводороды, может быть переработано способами, раскрытыми в настоящей заявке, как продемонстрировано в примерах, которые представлены ниже. Сырье должно быть по существу свободным от серы (например, элементарной серы и серосодержащих углеводородов и не углеводородов). Сырье, которое является по существу свободным от серы, предпочтительно, включает меньше, чем приблизительно 1% веса серы, более предпочтительно меньше, чем приблизительно 0.1% веса серы, и еще более предпочтительно меньше, чем приблизительно 0.01% веса серы, в расчете на общий вес сырья.Like raw materials containing C 9 aromatic hydrocarbons, a raw material that is substantially free of C 9 aromatic hydrocarbons for use in accordance with the disclosed methods will typically include numerous other hydrocarbons, many of which are present only in trace amounts. For example, the feed should be substantially free of non-aromatic hydrocarbons, such as, for example, paraffins and olefins. A feed that is substantially free of non-aromatic hydrocarbons preferably includes less than about 5% by weight of non-aromatic hydrocarbons, and more preferably less than about 1% by weight of non-aromatic hydrocarbons, based on the total weight of the feed. Although the corresponding feed is preferably substantially free of non-aromatic hydrocarbons, the feed containing non-aromatic hydrocarbons can be processed by the methods disclosed herein, as demonstrated in the examples that are presented below. The feed should be substantially free of sulfur (e.g. elemental sulfur and sulfur-containing hydrocarbons and non-hydrocarbons). A feed that is substantially free of sulfur preferably includes less than about 1% by weight of sulfur, more preferably less than about 0.1% by weight of sulfur, and even more preferably less than about 0.01% by weight of sulfur, based on the total weight of raw materials.

В различных предпочтительных воплощениях, сырье является по существу свободным от изомеров ксилола, этилбензола и/или бензола. Сырье, которое является по существу свободным от изомеров ксилола, предпочтительно, включает меньше, чем приблизительно 3% веса изомеров ксилола, и более предпочтительно меньше, чем приблизительно 1% веса изомеров ксилола, в расчете на общий вес сырья. Сырье, которое является по существу свободным от этилбензола, предпочтительно, включает меньше, чем приблизительно 5% веса этилбензола, и более предпочтительно меньше, чем приблизительно 3% веса этилбензола, в расчете на общий вес сырья. Сырье, которое является по существу свободным от этилбензола, предпочтительно, включает меньше, чем приблизительно 5% веса этилбензола, и более предпочтительно меньше, чем приблизительно 3% веса этилбензола, в расчете на общий вес сырья.In various preferred embodiments, the feed is substantially free of isomers of xylene, ethylbenzene and / or benzene. A feed that is substantially free of xylene isomers preferably includes less than about 3% by weight of xylene isomers, and more preferably less than about 1% by weight of xylene isomers, based on the total weight of the feed. A feed that is substantially free of ethylbenzene preferably includes less than about 5% by weight of ethylbenzene, and more preferably less than about 3% by weight of ethylbenzene, based on the total weight of the feed. A feed that is substantially free of ethylbenzene preferably includes less than about 5% by weight of ethylbenzene, and more preferably less than about 3% by weight of ethylbenzene, based on the total weight of the feed.

В определенных воплощениях, после того, как сырье каталитически конвертировано в продукт, содержащий изомеры ксилола, по крайней мере, часть изомеров ксилола выделяют из продукта. Когда проведено выделение, оставшийся продукт обеднен изомерами ксилола относительно продукта до разделения и, поэтому, как упомянуто в настоящей заявке, продукт обеднен изомерами ксилола. После разделения этот продукт, обедненный изомерами ксилола, может быть рециркулирован в сырье. Соответственно, в этих воплощениях, способ может быть описан как способ, в котором сырье каталитически конвертируют в продукт, содержащий изомеры ксилола, изомеры ксилола отделяют от продукта, и продукт после этого рециркулируют в сырье. В этих воплощениях, рециркулированный продукт предпочтительно содержит малые (или только следы) количества изомеров ксилола и содержит преимущественно непрореагировавшее сырье, бензол, толуол и С9+ароматические углеводороды.In certain embodiments, after the feed is catalytically converted to a product containing xylene isomers, at least a portion of the xylene isomers is isolated from the product. When isolation is carried out, the remaining product is depleted in xylene isomers relative to the product before separation and, therefore, as mentioned in this application, the product is depleted in xylene isomers. After separation, this product, depleted in xylene isomers, can be recycled to the feed. Accordingly, in these embodiments, the method can be described as a method in which a feed is catalytically converted to a product containing xylene isomers, xylene isomers are separated from the product, and the product is then recycled to the feed. In these embodiments, the recycled product preferably contains small (or only traces) amounts of xylene isomers and contains predominantly unreacted feeds, benzene, toluene and C 9+ aromatic hydrocarbons.

В дополнительном воплощении способа по изобретению, продукт содержит изомеры ксилола и этилбензол, присутствующие в весовом соотношении от по крайней мере приблизительно от 6 до 1, предпочтительно от по крайней мере приблизительно от 10 до 1 и более предпочтительно от по крайней мере приблизительно от 25 до 1. Формулируя другими словами, способ конвертирования включающего ароматические углеводороды С9 сырья в продукт, содержащий изомеры ксилола, включает контактирование сырья на соответствующем катализаторе в условиях, пригодных для получения весового соотношения изомеров ксилола к этилбензолу в потоке продукта от по крайней мере приблизительно 6 до 1, предпочтительно от по крайней мере приблизительно от 10 до 1 и более предпочтительно от по крайней мере приблизительно от 25 до 1. Такое высокое весовое соотношение изомеров ксилола к этилбензолу в потоке продукта выгодно при дальнейшей переработке углеводородов, когда продукт должен быть фракционирован на его главные составные части, то есть, на ароматические углеводороды, содержащие 6, 7, 8, и 9 атомов углерода. Как правило, дальнейшая переработка фракции ароматических углеводородов С8 обязательно должна включать потребляющую энергию переработку этилбензола, для конвертирования его в бензол (процессы отщепления этильных групп). Эти процессы деэтилирования могут вызвать снижение выхода изомеров ксилола. Однако, принимая во внимание, данное значительное отсутствие этилбензола в жидком продукте реакции, и соответственно значительное отсутствие этилбензола во фракции ароматических углеводородов C8, может использоваться намного менее потребляющий энергию процесс переработки для освобождения от фракции этилбензола. Дополнительно, значительное отсутствие этилбензола означает, что дальнейшие процессы переработки углеводородов, используемые для конвертирования изомеров ксилола в пара-ксилол, не должны привести к снижению выхода ксилола, потому что нет необходимости в процессах деэтилирования.In a further embodiment of the method of the invention, the product contains xylene and ethylbenzene isomers present in a weight ratio of at least about 6 to 1, preferably at least about 10 to 1, and more preferably at least about 25 to 1 Formulating in other words, a method for converting a C 9 aromatic hydrocarbon feed into a product containing xylene isomers involves contacting the feed on an appropriate catalyst under conditions suitable for the preparation of a weight ratio of xylene isomers to ethylbenzene in the product stream of at least about 6 to 1, preferably at least about 10 to 1, and more preferably at least about 25 to 1. Such a high weight ratio of xylene isomers to ethylbenzene in the product stream, it is advantageous in the further processing of hydrocarbons, when the product must be fractionated into its main components, that is, into aromatic hydrocarbons containing 6, 7, 8, and 9 carbon atoms. As a rule, further processing of the C 8 aromatic hydrocarbon fraction must necessarily include the energy-consuming processing of ethylbenzene to convert it to benzene (processes for the elimination of ethyl groups). These deethylation processes can cause a decrease in the yield of xylene isomers. However, taking into account this significant absence of ethylbenzene in the liquid reaction product, and accordingly the significant absence of ethylbenzene in the C 8 aromatic hydrocarbon fraction, a much less energy-consuming refining process can be used to free the ethylbenzene fraction. Additionally, the significant absence of ethylbenzene means that further hydrocarbon processing processes used to convert xylene isomers to para-xylene should not lead to a decrease in xylene yield, because deethylation processes are not necessary.

Кроме того, значительное отсутствие этилбензола особенно желательно. Как ранее было отмечено, хотя этилбензол может использоваться как сырье для получения стирола, такой этилбензол должен иметь высокоую степень очистки. Определенный этилбензол, который получают в результате диспропорционирования и трансалкилирования бензола, толуола и ароматических углеводородов С9, обязательно присутствует в смеси, содержащей другие ароматические углеводороды. Отделение этилбензола от такой смеси очень трудно и очень дорого. Следовательно, с практической точки зрения этот этилбензол не может использоваться в производстве стирола. Практически, этилбензол или используется как добавка к бензину (как присадка, повышающая октановое число в нем) или вероятно подвергается дальнейшему диспропорционированию, приводящему к легкому газу (например, этану) и бензолу. Согласно изобретению, однако, значительное отсутствие этилбензола в жидком продукте реакции и фракции ароматических углеводородов С8 устраняет такие процессы.In addition, a significant absence of ethylbenzene is particularly desirable. As previously noted, although ethylbenzene can be used as a raw material for the production of styrene, such ethylbenzene must have a high degree of purification. Certain ethylbenzene, which is obtained by the disproportionation and transalkylation of benzene, toluene and C 9 aromatic hydrocarbons, is necessarily present in a mixture containing other aromatic hydrocarbons. The separation of ethylbenzene from such a mixture is very difficult and very expensive. Therefore, from a practical point of view, this ethylbenzene cannot be used in the production of styrene. In practice, ethylbenzene is either used as an additive to gasoline (as an additive increasing the octane number in it) or is likely to undergo further disproportionation, leading to light gas (for example ethane) and benzene. According to the invention, however, the significant absence of ethylbenzene in the liquid reaction product and the C 8 aromatic hydrocarbon fraction eliminates such processes.

В другом воплощении способа по изобретению, продукт содержит изомеры ксилола к метилэтилбензолу (МЕВ) в весовом соотношении от по крайней мере приблизительно 1 до 1, предпочтительно от по крайней мере приблизительно от 5 до 1, и более предпочтительно от по крайней мере приблизительно от 10 до 1. Как сформулировано другими словами, способ конвертирования включающего ароматические углеводороды С9 сырья в продукт, содержащий изомеры ксилола, включает контактирование сырья с соответствующим катализатором в условиях, пригодных для получения весового соотношения изомеров ксилола к метилэтилбензолу в продукте от по крайней мере приблизительно 1 до 1, предпочтительно от по крайней мере приблизительно от 5 до 1, и более предпочтительно от по крайней мере приблизительно от 10 до 1. Отсутствие (или низкое количество) метилэтилбензола в продукте выгодно в том, что есть более низкие количества таких непрореагировавших или полученных ароматических углеводородов С9, которые необходимо рециркулировать назад к сырью для конвертирования, таким образом, сохраняя энергию и снижая капитальные затраты.In another embodiment of the method of the invention, the product contains xylene to methylethylbenzene (MEB) isomers in a weight ratio of at least about 1 to 1, preferably from at least about 5 to 1, and more preferably from at least about 10 to 1. As stated in other words, a method of converting a C 9 aromatic hydrocarbon feedstock to a product containing xylene isomers involves contacting the feedstock with an appropriate catalyst under conditions suitable for producing weight the new ratio of xylene to methyl ethyl benzene isomers in the product is from at least about 1 to 1, preferably from at least about 5 to 1, and more preferably from at least about 10 to 1. The absence (or low amount) of methyl ethyl benzene in the product It is advantageous in that there are lower amounts of such unreacted or produced C 9 aromatic hydrocarbons that need to be recycled back to the feed for conversion, thereby saving energy and reducing capital costs. atrats.

В еще одном воплощении способа по изобретению, продукт содержит изомеры ксилола к ароматическим углеводородам С10 в весовом соотношении от по крайней мере приблизительно от 3 до 1, предпочтительно от по крайней мере приблизительно от 5 до 1, и более предпочтительно от по крайней мере приблизительно от 10 до 1. формулируя другими словами, метод конвертирования включающего ароматические углеводороды С9 сырья в продукт, содержащий изомеры ксилола, включает контактирование сырья на соответствующем катализаторе в условиях, пригодных для получения весового соотношения изомеров ксилола к ароматическим углеводородам C10 в продукте от по крайней мере приблизительно от 3 до 1, предпочтительно от по крайней мере приблизительно от 5 до 1, и более предпочтительно от по крайней мере приблизительно от 10 до 1. Такие высокие соотношения - это доказательство того, что доминирующая реакция, включающая ароматические углеводороды С9, является реакцией диспропорционирования, приводящей к изомерам ксилола и не является реакцией, приводящей к ароматическим углеводородам С10, толуолу и бензолу. Отсутствие или низкое количество ароматических углеводородов C10 в продукте выгодны в том, что есть более низкие количества таких непрореагировавших или полученных ароматических углеводородов С10, которые необходимо рециркулировать назад к сырью для конвертирования, таким образом, сохраняя энергию и снижая капитальные затраты. В тех случаях, когда ароматические углеводороды С10 присутствуют в продукте, такие ароматические углеводороды С10 являются преимущественно тетраметилбензолом, который может быть рециркулирован и более поддается конвертированию в изомеры ксилола. Преимущественно, ароматические углеводороды С10 не включают большого количества этилдиметилбензола и/или диэтилбензола, оба из которых труднее конвертировать в изомеры ксилола и, поэтому, менее вероятно рециркулировать.In yet another embodiment of the method of the invention, the product comprises C 10 xylene to aromatic hydrocarbons in a weight ratio of at least about 3 to 1, preferably at least about 5 to 1, and more preferably at least about 10 to 1. formulating in other words, a method for converting a C 9 aromatic hydrocarbon feed into a product containing xylene isomers involves contacting the feed on an appropriate catalyst under conditions suitable for the preparation of the weight ratio of xylene isomers to aromatic hydrocarbons C 10 in the product is from at least about 3 to 1, preferably from at least about 5 to 1, and more preferably from at least about 10 to 1. Such high ratios are this is evidence that the dominant reaction, including C 9 aromatic hydrocarbons, is a disproportionation reaction leading to xylene isomers and is not a reaction leading to C 10 aromatic hydrocarbons, toluene and benzene. The absence or low amount of C 10 aromatic hydrocarbons in the product is advantageous in that there are lower amounts of such unreacted or obtained C 10 aromatic hydrocarbons that need to be recycled back to the feed for conversion, thereby saving energy and reducing capital costs. In cases where C 10 aromatic hydrocarbons are present in the product, such C 10 aromatic hydrocarbons are predominantly tetramethylbenzene, which can be recycled and more amenable to conversion to xylene isomers. Advantageously, C 10 aromatic hydrocarbons do not include a large amount of ethyldimethylbenzene and / or diethylbenzene, both of which are more difficult to convert to xylene isomers and therefore less likely to recycle.

В дальнейшем воплощении способа по изобретению, продукт содержит триметилбензол к метилэтилбензолу в весовом соотношении от по крайней мере приблизительно 1.5 до 1, предпочтительно от по крайней мере приблизительно от 5 до 1, более предпочтительно от по крайней мере приблизительно от 10 до 1, и еще более предпочтительно от по крайней мере приблизительно 15 до 1. Формулируя другими словами, способ, включающий конвертирование включающего ароматические углеводороды С9 сырья в продукт, содержащий изомеры ксилола, включает контактирование сырья на соответствующем катализаторе в условиях, пригодных для пролучения весового соотношения триметилбензола к метилэтилбензолу в продукте от по крайней мере приблизительно 1.5 до 1, предпочтительно от по крайней мере приблизительно от 5 до 1, более предпочтительно от по крайней мере приблизительно от 10 до 1, и еще более предпочтительно от по крайней мере приблизительно 15 до 1. Чтобы получить изомер ксилола из триметилбензола, единственная метильная группа должна быть удалена из молекулы триметилбензола. Напротив, чтобы получить изомер ксилола из метилэтилбензола, нужно заменить метильной группой этильную группу на бензольном ядре. Такую замену трудно выполнить. Следовательно высокие соотношения триметилбензола к метилэтилбензолу выгодны в том, что триметилбензол более поддается конверсии в изомеры ксилола, чем метилэтилбензол и, следовательно, более поддается рециркулированию.In a further embodiment of the method according to the invention, the product contains trimethylbenzene to methylethylbenzene in a weight ratio of at least about 1.5 to 1, preferably from at least about 5 to 1, more preferably from at least about 10 to 1, and even more preferably at least about 15 to 1. Stated in other words, the method comprising converting aromatic hydrocarbons including C 9 feed to a product containing xylene isomers includes contacting the feed n a suitable catalyst under conditions suitable for obtaining a weight ratio of trimethylbenzene to methylethylbenzene in the product from at least about 1.5 to 1, preferably from at least about 5 to 1, more preferably from at least about 10 to 1, and even more preferably from at least about 15 to 1. To obtain the xylene isomer from trimethylbenzene, a single methyl group must be removed from the trimethylbenzene molecule. On the contrary, in order to obtain the xylene isomer from methylethylbenzene, it is necessary to replace the methyl group on the benzene core with a methyl group. Such a replacement is difficult to accomplish. Therefore, the high ratios of trimethylbenzene to methylethylbenzene are advantageous in that trimethylbenzene is more amenable to conversion to xylene isomers than methylethylbenzene and, therefore, is more recyclable.

В еще одном дополнительном воплощении способа по изобретению, продукт содержит бензол к этилбензолу в весовом соотношении от по крайней мере приблизительно от 2 до 1, предпочтительно от по крайней мере приблизительно от 5 до 1, и более предпочтительно от по крайней мере приблизительно от 10 до 1. Формулируя другими словами, способ конвертирования включающего ароматические углеводороды С9 сырья в продукт, содержащий изомеры ксилола, включает контактирование сырья на катализаторе в условиях, пригодных для получения весового соотношения бензола к этилбензолу в продукте от по крайней мере приблизительно от 2 до 1, предпочтительно от по крайней мере приблизительно от 5 до 1, и более предпочтительно от по крайней мере приблизительно от 10 до 1. Такие высокие соотношения дают выгоду за счет того, что этилбензол, такой как, полученный во время реакций диспропорционирования и трансалкилирования, включая ароматические углеводороды С9, имеет более низкое значение, чем химическое исходное сырье, приводящее к трудностям в отделении этилбензола от смеси других ароматических углеводородов С8. Как было отмечено выше, молекула ароматического углеводорода С9 и бензола может быть подвергнута трансалкилированию в молекулу ксилола и толуола. Таким образом, высокое соотношение бензола относительно этилбензола в продукте может оказаться полезным, полагая, что порции продукта, обогащенные ксилолом, могут быть рециркулированы, чтобы увеличить выход изомеров ксилола.In another additional embodiment of the method according to the invention, the product contains benzene to ethylbenzene in a weight ratio of at least from about 2 to 1, preferably from at least about 5 to 1, and more preferably from at least about 10 to 1 . Stated in other words, the method comprising converting C 9 aromatic hydrocarbons feedstock to a product containing xylene isomers includes contacting the feed on the catalyst under conditions suitable to obtain a weight ratio benz l to ethylbenzene in the product from at least about 2 to 1, preferably from at least about 5 to 1, and more preferably from at least about 10 to 1. Such high ratios benefit from the fact that ethylbenzene such as obtained during disproportionation and transalkylation reactions, including aromatic hydrocarbons C 9 has a lower value than a chemical feedstock, which leads to difficulties in the separation of ethylbenzene from a mixture of other aromatic hydrocarbons 8. As noted above, the C 9 aromatic hydrocarbon and benzene molecule can be transalkylated to the xylene and toluene molecule. Thus, a high ratio of benzene to ethylbenzene in the product may be useful, considering that portions of the product enriched in xylene can be recycled to increase the yield of xylene isomers.

В другом воплощении способа по изобретению, сырье содержит ароматические углеводороды С9, присутствующие в количестве (весовом соотношении) относительно количества, присутствующего в продукте, от по крайней мере приблизительно 1.5 до 1, предпочтительно от по крайней мере приблизительно от 2 до 1, и более предпочтительно от по крайней мере приблизительно от 4 до 1. Формулируя другими словами, способ конверсии включающего ароматические углеводороды С9 сырья в продукт, содержащий изомеры ксилола, включает контактирование сырья на катализаторе в условиях, пригодных для получения весового соотношения ароматических углеводородов С9, присутствующих в сырье, для получения весового соотношения ароматических углеводородов С9, присутствующих в продукте, от по крайней мере приблизительно 1.5 до 1, предпочтительно от по крайней мере приблизительно от 2 до 1, и более предпочтительно от по крайней мере приблизительно от 4 до 1. Такая высокая конверсия выгодна тем, что имеются более низкие количества непрореагировавших ароматических углеводородов С8, которые должны быть рециркулированы назад к сырью для конверсии, таким образом, сохраняя энергию и снижая капитальные затраты.In another embodiment of the method according to the invention, the feed contains C 9 aromatic hydrocarbons present in an amount (weight ratio) relative to the amount present in the product, from at least about 1.5 to 1, preferably from at least about 2 to 1, and more preferably at least about 4 to 1. Stated in other words, a process for converting hydrocarbons comprising C 9 aromatic feed to a product containing xylene isomers includes contacting the feed to the catalyst under conditions suitable to obtain the weight ratio of aromatic hydrocarbons C 9 present in the feed to obtain a weight ratio of aromatic hydrocarbons C 9 present in the product of at least about 1.5 to 1, preferably at least about 2 to 1, and more preferably from at least about 4 to 1. This high conversion is advantageous in that there are lower amounts of unreacted C 8 aromatic hydrocarbons that need to be recycled to a backlog to feedstock for conversion, thus saving energy and lowering capital expenditures.

В еще одном воплощении способа по изобретению, сырье содержит метилэтилбензол, присутствующий в количестве (весовом соотношении) относительно количества, присутствующего в продукте от по крайней мере приблизительно от 2 до 1, предпочтительно от по крайней мере приблизительно от 5 до 1, и более предпочтительно от по крайней мере приблизительно от 10 до 1. Формулируя другими словами, способ конверсии включающего ароматические углеводороды C9 сырья в продукт, содержащеий изомеры ксилола, включает контактирование сырья на катализаторе в условиях, пригодных для получения весового соотношения метилбензола, присутствующего в сырье, к весовому соотношению метилбензола, присутствующего в продукте, от по крайней мере приблизительно от 2 до 1, предпочтительно от по крайней мере приблизительно от 5 до 1, и более предпочтительно от по крайней мере приблизительно от 10 до 1. Такое высокое соотношение - это доказательство того, что способ по изобретению позволяет эффективно конвертировать сырье, в котором имеется высокое соотношение метилбензола, присутствующего среди ароматических углеводородов С9. Действительно, высокие соотношения показывают, что реакции эффективны для конверсии приблизительно 50%, предпочтительно 90%, и наиболее предпочтительно 95% метилбензола, в легкий газ и более легкие ароматические углеводороды. Кроме того, такие высокие соотношения - это доказательство того, что реакции не приводят к получению метилэтилбензола.In yet another embodiment of the method of the invention, the feed contains methylethylbenzene present in an amount (weight ratio) relative to the amount present in the product from at least about 2 to 1, preferably from at least about 5 to 1, and more preferably from at least about 10 to 1. Stated in other words, a process for converting hydrocarbons comprising C 9 aromatic feed to a product soderzhaschey xylene isomers includes contacting the feed on the catalyst under conditions x, suitable for obtaining a weight ratio of methylbenzene present in the feed to a weight ratio of methylbenzene present in the product from at least about 2 to 1, preferably from at least about 5 to 1, and more preferably from at least from about 10 to 1. Such a high ratio is evidence that the method according to the invention can efficiently convert raw materials in which there is a high ratio of methylbenzene present among aromatic carbohydrates Hordes C 9 . Indeed, high ratios show that the reactions are effective for converting approximately 50%, preferably 90%, and most preferably 95% methylbenzene, into light gas and lighter aromatic hydrocarbons. In addition, such high ratios are evidence that reactions do not produce methylethylbenzene.

Раскрытые способы в основном поясняются на единственном прилагаемом чертеже, в котором воплощение, в общем обозначенное как 10, включает реактор 12 и сепаратор жидких продуктов 14, который обычно является дистилляционной или ректификационной колонной/колонной башенного типа. Более конкретно, сырье в питающем трубопроводе 16 и водородсодержащий газ в газопроводе 18 объединен и нагрет в печи 20. Нагретая смесь проходит в реактор 12, где сырье каталитически реагирует в присутствии водорода, для получения продукта. Продукт выходит из реактора 12 через продуктопровод 22 и после этого охлаждается в теплообменнике 24. Охлажденным продукт выходит из теплообменника 24 через транспортный трубопровод 26 и проходит в емкость 28, в которой газ и жидкости отделяют друг от друга. По мере необходимости (например, когда сырье, подвергнутое трансалкилированию, содержит ароматические углеводороды С9), свежий водород также может непосредственно поступать в реактор 12 через газопровод 18А. Газы, прежде всего водород, извлекают из емкости 28, и порции сжимают (компрессор не показан), и рециркулируют через газопровод 30 в водородсодержащий газ в газопроводе 18, в то время как остатки могут быть сброшены через трубопровод сброса 32. Жидкости извлекают из емкости 28 через транспортный трубопровод 34 и направляют в сепаратор жидкостей 14. Внутри сепаратора 14, разделяют составные части, включающие продукт.The disclosed methods are mainly illustrated in the only accompanying drawing, in which the embodiment, generally designated as 10, includes a reactor 12 and a liquid product separator 14, which is usually a distillation or distillation column / tower type column. More specifically, the feed in the feed pipe 16 and the hydrogen-containing gas in the gas pipe 18 are combined and heated in the furnace 20. The heated mixture passes to the reactor 12, where the feed is catalytically reacted in the presence of hydrogen to produce a product. The product exits the reactor 12 through the product line 22 and is then cooled in the heat exchanger 24. The cooled product exits the heat exchanger 24 through the transport pipe 26 and passes into the container 28, in which gas and liquids are separated from each other. As necessary (for example, when the transalkylated feed contains C 9 aromatics), fresh hydrogen can also directly enter reactor 12 through gas line 18A. Gases, primarily hydrogen, are removed from vessel 28 and the portions are compressed (compressor not shown) and recycled through gas line 30 to hydrogen-containing gas in gas line 18, while residues can be discharged through discharge line 32. Liquids are removed from vessel 28 through the transport pipe 34 and sent to the liquid separator 14. Inside the separator 14, the components comprising the product are separated.

Когда воплощение 10 используется для трансалкилирования сырья (в питающем трубопроводе 16), содержащего преимущественно ароматические углеводороды С9 (и также содержащего некоторое количество бензола и толуола), главные составные части, включающие продукт, в сепараторе 14 будут изомерами ксилола и толуолом. Изомеры ксилола выходят из сепаратора 14 через продуктопровод 36. Один или больше трубопроводов рециркуляции 38 и 40 могут транспортировать непрореагировавшие ароматические углеводороды С9 и продукт, обогащенный изомерами ксилола (обычно содержащий толуол), соответственно, назад в реактор 12, например, объединяя эти продукты со свежим сырьем в питающем трубопроводе 16. Трубопроводы 36А, 38А и 40А могут остаться неиспользованными, когда сырье, подвергнутое трансалкилированию, содержит преимущественно ароматические углеводороды С9; однако, эти трубопроводы могут использоваться для рециркулирования или сброса определенных составных частей в продукте по мере необходимости.When embodiment 10 is used to transalkylate a feed (feed line 16) containing predominantly C 9 aromatic hydrocarbons (and also containing some benzene and toluene), the main components including the product in separator 14 will be xylene isomers and toluene. Xylene isomers exit separator 14 through product line 36. One or more recirculation pipelines 38 and 40 can transport unreacted C 9 aromatics and a product enriched in xylene isomers (usually containing toluene), respectively, back to reactor 12, for example, combining these products with fresh feed in the feed line 16. Pipelines 36A, 38A, and 40A may remain unused when the transalkylated feed contains predominantly C 9 aromatic hydrocarbons; however, these pipelines can be used to recycle or discharge certain components in the product as needed.

Когда воплощение 10 используется для диспропорционирования сырья (в питающем трубопроводе 16), содержащего преимущественно толуол, главные составные части, включающие продукт в сепараторе 14 будут изомерами ксилола, толуолом и бензолом. Изомеры ксилола выходят из сепаратора 14 через продуктопровод 38А. Трубопровод рециркуляции 36А может использоваться, чтобы транспортировать толуол назад в реактор 12, например, объединяя этот толуол со свежим сырьем в питающем трубопроводе 16. Бензол может быть удален из процесса по трубопроводу 40А. Трубопроводы 36, 38 и 40 могут остаться неиспользованными, когда сырье, подвергнутое диспропорционированию, содержит преимущественно толуол; однако, эти трубопроводы могут использоваться, чтобы рециркулировать или сбросить определенные составные части в продукте по мере необходимости.When embodiment 10 is used to disproportionate a feed (in a feed line 16) containing predominantly toluene, the main components including the product in the separator 14 will be xylene isomers, toluene and benzene. Xylene isomers exit separator 14 through product line 38A. The recirculation pipe 36A can be used to transport the toluene back to the reactor 12, for example, combining this toluene with fresh feed in the supply pipe 16. Benzene can be removed from the process through the pipe 40A. Pipelines 36, 38, and 40 may remain unused when the disproportioned feed contains predominantly toluene; however, these pipelines can be used to recycle or discharge certain constituents in the product as needed.

Таким образом, на воплощении 10 вход представляет собой сырье (16) и водородсодержащий газ (18), а выход из процесса представляет собой продукт изомеров ксилола (36 или 38А). Поскольку трансалкилирование и диспропорционирование, выполненное в процессе, требуют присутствия определенного количества метильных групп, присутствующих относительно количества бензольных групп, то может быть проведено некоторое удаление образовавшегося бензола и толуола из всего процесса.Thus, in embodiment 10, the inlet is feed (16) and a hydrogen-containing gas (18), and the process outlet is the product of xylene isomers (36 or 38A). Since transalkylation and disproportionation performed in the process require the presence of a certain amount of methyl groups present relative to the number of benzene groups, some removal of the resulting benzene and toluene from the whole process can be carried out.

Включены в раскрытый способ по изобретению (и различные его воплощения) понимание квалифицированными специалистами в технологии соответствующего технологического оборудования и управления, необходимое для осуществления этого способа. Такое технологическое оборудование включает, но не ограничиваясь, соответствующую систему трубопроводов, насосы, клапаны, оборудование типовых процессов (например, реакционные сосуды с соответствующими входами и выпускными отверстиями, теплообменники, установки разделения, и т.д.), связанная контрольно-измерительная аппаратура процесса и оборудование контроля качества, если есть. Любое другое технологическое оборудование, особенно которое особенно предпочтительно, определено в настоящей заявки.Included in the disclosed method according to the invention (and its various embodiments) is the understanding by qualified specialists in the technology of the corresponding process equipment and controls necessary for implementing this method. Such process equipment includes, but is not limited to, an appropriate piping system, pumps, valves, standard process equipment (e.g., reaction vessels with corresponding inlets and outlets, heat exchangers, separation plants, etc.), associated process instrumentation and quality control equipment, if any. Any other processing equipment, especially which is particularly preferred, is defined in this application.

В общем, раскрытый способ осуществляют в реакторе, содержащем несудьфидированный катализатор, пригодный для конверсии сырья в продукт, содержащий изомеры ксилола. Пригодные катализаторы в основном включают носитель, импрегнированный компонентом гидрирования, и носитель, содержащий связующее и сито, каждый из которых описаны более подробно ниже. Как правило, сито содержит активные участки для конверсии сырья в изомеры ксилола. Катализатор должен быть таким, чтобы сырье, рецикл и продукт могли получить доступ к этим активным центрам и пересечь поры катализатора. Пригодность катализатора будет зависеть от ряда причин. Одна такая причина представляет собой размер молекул, содержащихся в сырье, рецикле и продукте, который может влиять на взаимодействие с катализатором. Хотя активные центры могут быть найдены на внешних поверхностях частицы катализатора, большинство каталитически активных центров будет присутствовать внутри пор частицы катализатора и, более конкретно, внутри пор сита. Таким образом, молекулы, достаточно малые для диффундирования (или пересечения) через поры и достижения активных центров, могут быть каталитически преобразованы там в продукт. Если продукт достаточно мал, то продукт также может пересечь поры и своевременно выйти из реактора. Молекулы, слишком большие для пересечения пор, однако, обойдут катализатор и через реактор пройдут непрореагировашими, потому что они не будут вписываться в поры, где расположено большинство каталитических центров. В то время, когда активные центры будут находиться на внешних поверхностях катализатора (и не только внутри пор), пористый материал, который не позволяет диффундировать этим большим молекулам, идеально не подходит для осуществления желательной конверсии. Точно так же молекулы продукта, которые образуются в пределах пор, могут быть настолько большими, что их транспортировка из пор может быть очень медленной, и они могут преобразоваться в более малые (все же нежелательные) молекулы, которые рассеиваются более быстро через катализатор. Таким образом, катализатор должен содержать поры достаточного размера, чтобы разместить не только молекулы в пределах подачи, но также и те молекулы, которые могут ожидаться в результате конверсии.In general, the disclosed method is carried out in a reactor containing an un-sudified catalyst suitable for converting a feed into a product containing xylene isomers. Suitable catalysts mainly include a carrier impregnated with a hydrogenation component and a carrier containing a binder and a sieve, each of which are described in more detail below. Typically, the sieve contains active sites for the conversion of raw materials into xylene isomers. The catalyst must be such that raw materials, recycling, and product can access these active sites and cross the pores of the catalyst. The suitability of the catalyst will depend on a number of reasons. One such reason is the size of the molecules contained in the feed, recycle and product, which may affect the interaction with the catalyst. Although active sites can be found on the external surfaces of the catalyst particles, most catalytically active sites will be present inside the pores of the catalyst particles and, more specifically, within the pores of the sieve. Thus, molecules small enough to diffuse (or cross) through the pores and reach the active sites can be catalytically converted there into a product. If the product is small enough, then the product can also cross the pores and exit the reactor in a timely manner. Molecules that are too large to cross the pores, however, will bypass the catalyst and pass unreacted through the reactor, because they will not fit into the pores where most of the catalytic centers are located. While active centers will be located on the external surfaces of the catalyst (and not only inside the pores), a porous material that does not allow diffusion of these large molecules is ideally suited for the desired conversion. Similarly, the product molecules that form within the pores can be so large that their transport from the pores can be very slow, and they can transform into smaller (yet undesirable) molecules that dissipate more quickly through the catalyst. Thus, the catalyst should contain pores of sufficient size to accommodate not only the molecules within the feed, but also those molecules that can be expected as a result of the conversion.

Как отмечено выше, раскрытые способы рассматривают сырье, рецикл и продукты, содержащие различные виды молекул. Размер молекул, присутствующих в каждом из перечисленных, минимально определит размер пор сита, пригодного для катализатора. С9+ ароматические углеводороды, конечно, большие по размеру, чем изомеры ксилола, толуола и бензола. Сито, содержащее большие поры (то есть, от по крайней мере приблизительно шести ангстрем до приблизительно восьми ангстрем) позволит прохождению С9+ ароматических углеводородов. Напротив, сито, содержащее малые поры (то есть, приблизительно между тремя ангстремами и меньше чем приблизительно четырьмя ангстремами), как правило, не позволит пройти ни одной из таких молекул. Сита со средним размером пор позволят некоторым из этих молекул пройти, но не другим. Например, С9+ ароматические углеводороды вообще не будут проходить через сито, содержащее поры со средним размером (то есть, приблизительно между четырьмя ангстремами и меньше, чем приблизительно шестью ангстремами), в то время как изомеры ксилола, толуол, бензол и более малые молекулы пройдут через эти сита.As noted above, the disclosed methods contemplate feedstocks, recycling, and products containing various kinds of molecules. The size of the molecules present in each of these will minimally determine the pore size of a sieve suitable for the catalyst. With 9+, aromatic hydrocarbons are, of course, larger in size than the isomers of xylene, toluene and benzene. A sieve containing large pores (i.e., from at least about six angstroms to about eight angstroms) will allow the passage of C 9+ aromatic hydrocarbons. In contrast, a sieve containing small pores (i.e., between approximately three angstroms and less than approximately four angstroms) will generally not allow any of these molecules to pass. Sieve with an average pore size will allow some of these molecules to pass, but not others. For example, C 9+ aromatic hydrocarbons will not pass at all through a sieve containing pores with an average size (i.e., between approximately four angstroms and less than approximately six angstroms), while xylene isomers, toluene, benzene and smaller molecules will go through these sieves.

Сита (также упомянутые в настоящей заявке как ”молекулярные сита”), пригодные для использования в раскрытом способе по изобретению, включают широкую разновидность естественных и синтетических, кристаллических, пористых оксидов, имеющих каналы, ячейки и полости молекулярных размеров. Эти сита обычно образуются из диоксида кремния, оксида алюминия и/или оксида фосфора. Сита, предпочтительные для использования в соответствии с раскрытыми способами, выбраны из группы, состоящей из алюмосиликатов (также известные как цеолиты), алюмофосфатов, кремнийалюмофосфатов и их смесей. Такие сита могут иметь большие поры или поры со средним размером в зависимости от реагентов, промежуточных продуктов и продуктов, вероятно, для их взаимодействия в раскрытых способах. Например, сита с большим размером пор должны использоваться, когда сырье, промежуточные продукты или продукт могут предполагать наличие С9+ ароматических углеводородов. Сита с большим размером пор также могут использоваться, когда сырье, промежуточные продукты или конечный продукт могут предполагать наличие молекул, более малых в размере, чем С9+ ароматические углеводороды; однако, сито со средним размером пор в таких случаях может быть также или лучше подходить, чем сито с большим размером пор. Пригодные сита с большим размером пор имеют размер пор по крайней мере приблизительно шесть ангстремов. Пригодные сита со средним размером пор имеют размер пор приблизительно четыре ангстрема и меньше, чем приблизительно шесть ангстрем. В общем, носитель включает от приблизительно 20% веса до приблизительно 85% веса сит, в расчете на общий вес катализатора. Как описано более подробно ниже, однако, количество сита будет связано с количеством связующего, присутствующего в носителе.Sieves (also referred to as “molecular sieves” in this application) suitable for use in the disclosed method of the invention include a wide variety of natural and synthetic, crystalline, porous oxides having channels, cells and cavities of molecular size. These sieves are typically formed from silica, alumina and / or phosphorus oxide. Sieves preferred for use in accordance with the disclosed methods are selected from the group consisting of aluminosilicates (also known as zeolites), aluminophosphates, silicoaluminophosphates and mixtures thereof. Such sieves can have large pores or pores with an average size depending on the reactants, intermediates and products, probably for their interaction in the disclosed methods. For example, large pore sieves should be used when a feed, intermediate or product may suggest the presence of C 9+ aromatic hydrocarbons. Sieve with a large pore size can also be used when raw materials, intermediate products or the final product may suggest the presence of molecules smaller in size than C 9+ aromatic hydrocarbons; however, a sieve with an average pore size in such cases may also be or better suited than a sieve with a large pore size. Suitable sieves with a large pore size have a pore size of at least about six angstroms. Suitable sieves with an average pore size have a pore size of approximately four angstroms and less than approximately six angstroms. In general, the support comprises from about 20% by weight to about 85% by weight of the sieves, based on the total weight of the catalyst. As described in more detail below, however, the amount of sieve will be related to the amount of binder present in the carrier.

Примеры крупнопористых сит включают, но не ограничиваясь, бета (ВЕА), ЕМТ, FAU (например, цеолит X, цеолит Y (USY)), MAZ, маццит, морденит (MOR), цеолит L, LTL (Комиссия IUPAC по Номенклатуре Цеолитов). Предпочтительные крупнопористые цеолиты включают цеолиты бета (ВЕА), Y (USY) и морденит (MOR), общие описания каждого из которых могут быть найдены в Kirk Othmer's "Encyclopedia of Chemical Technology," 4th Ed., Vol.16, pp.888-925 (John Wiley & Sons, New York, 1995) (далее "Kirk Othmer's Encyclopedia"), и в W.M. Meier et al., "Atlas of Zeolite Structure Types," A1-A5 and 1-16 (4th Ed., Elsevier, 1996) (далее "Meier's Atlas"), раскрытия которых включены в настоящую заявку в качестве ссылки. Смеси этих цеолитов также являются пригодными. Эти цеолиты могут быть получены из коммерческих источников, таких как, например, Engelhard Corporation (Iselin, New Jersey), PQ Corporation (Valley Forge, Pennsylvania), Tosoh USA, Inc. (Grove City, Ohio) и UOP Inc. (Des Plaines, Illinois). Более предпочтительно, цеолит с большим размером пор для использования в изобретении - это цеолит типа морденита. Примеры алюмофосфатов с большими порами включают, но не ограничиваясь, SAPO-37 и VFI. Смеси этих алюмофосфатов также являются пригодными.Examples of coarse sieves include, but are not limited to, beta (BEA), EMT, FAU (e.g. zeolite X, zeolite Y (USY)), MAZ, mascite, mordenite (MOR), zeolite L, LTL (IUPAC Zeolite Nomenclature) . Preferred large-pore zeolites include zeolites beta (BEA), Y (USY) and mordenite (MOR), general descriptions of each of which can be found in Kirk Othmer's "Encyclopedia of Chemical Technology," 4 th Ed., Vol.16, pp. 888 -925 (John Wiley & Sons, New York, 1995) (hereinafter "Kirk Othmer's Encyclopedia"), and in WM Meier et al., "Atlas of Zeolite Structure Types," A1-A5 and 1-16 (4 th Ed. , Elsevier, 1996) (hereinafter "Meier's Atlas"), the disclosures of which are incorporated herein by reference. Mixtures of these zeolites are also suitable. These zeolites can be obtained from commercial sources, such as, for example, Engelhard Corporation (Iselin, New Jersey), PQ Corporation (Valley Forge, Pennsylvania), Tosoh USA, Inc. (Grove City, Ohio) and UOP Inc. (Des Plaines, Illinois). More preferably, a large pore zeolite for use in the invention is a mordenite type zeolite. Examples of large pore aluminophosphates include, but are not limited to, SAPO-37 and VFI. Mixtures of these aluminophosphates are also suitable.

Примеры цеолитов со средним размером пор включают, но не ограничиваясь, Эдинбургский Университет-один(EUO), феррьерит (FER), Мобил-одиннадцать (MEL), Мобил-пятьдесят семь (MFS), Мобил-пять (MFI), Мобил-двадцать три (МТТ), новый восемьдесят семь (NES), ТЭТА-ОДИН (TON) и их смеси. Предпочтительно, однако, цеолиты со средним размером пор включают Мобил-пять (MFI) и Мобил-одиннадцать (MEL). Предпочтительные цеолиты Мобил-пять (MFI) включают выбранные из группы, состоящей из ZSM-5, силикалита, сопутствующих изотипичных структур и их смесей. Предпочтительные цеолиты Мобил-одиннадцать (MEL), включают выбранные из группы, состоящей из ZSM-11, сопутствующих изотипичных структур и их смесей. Общие описания цеолитов со средним размером пор могут быть найдены в Kirk Othmer's Encyclopedia и в Meier's Atlas, раскрытия которых включены в настоящую заявку в качестве ссылки. Эти типы цеолитов могут быть получены от коммерческих источников, таких как, например, ExxonMobil Chemical Company (Baytown, Texas), Zeolyst International (Valley Forge, Pennsylvania) и UOP Inc. (Des Plaines, lllnois). Примером пригодного алюмофосфата со средним размером пор является алюмофосфат-elevent (AEL).Examples of medium pore zeolites include, but are not limited to, University of Edinburgh One (EUO), ferrierite (FER), Mobile eleven (MEL), Mobile fifty seven (MFS), Mobile five (MFI), Mobile twenty three (MTT), the new eighty-seven (NES), THETA-ONE (TON) and mixtures thereof. Preferably, however, medium pore zeolites include Mobile Five (MFI) and Mobile Eleven (MEL). Preferred Mobil Five zeolites (MFIs) include those selected from the group consisting of ZSM-5, silicalite, related isotypic structures, and mixtures thereof. Preferred Mobil-eleven zeolites (MEL) include those selected from the group consisting of ZSM-11, related isotypic structures, and mixtures thereof. General descriptions of medium pore zeolites can be found in Kirk Othmer's Encyclopedia and Meier's Atlas, the disclosures of which are incorporated herein by reference. These types of zeolites can be obtained from commercial sources, such as, for example, ExxonMobil Chemical Company (Baytown, Texas), Zeolyst International (Valley Forge, Pennsylvania) and UOP Inc. (Des Plaines, lllnois). An example of a suitable medium pore aluminophosphate is aluminophosphate-elevent (AEL).

Как было отмечено выше, носитель включает сито и макропористое связующее. "Микро", "мезо" и "макро" - приставки к терминам "пора", "объем порового пространства," и "пористый" известны специалистам, квалифицированным в уровне техники получения и использования катализаторов. В этом уровне техники, микропора главным образом относится к объему пор с радиусом, имеющим размеры приблизительно двадцать ангстрем (два нанометра (нм)) или меньше). Мезопора главным образом относится к объему пор, имеющих радиусы с размером больше чем приблизительно двадцать ангстрем (два нм) и меньше чем приблизительно 500 ангстрем (50 нм). Макропора главным образом относится к объему пор, имеющих радиусы, имеющие размеры больше, чем приблизительно 500 ангстрем (50 нм). См., например, S.M. Auerbach, "Handbook of Zeolite Science and Technology," 291 (Marcel Dekker, Inc., New York, 2003).As noted above, the carrier includes a sieve and a macroporous binder. “Micro”, “meso” and “macro” - prefixes to the terms “pore”, “pore volume,” and “porous” are known to those skilled in the art of preparing and using catalysts. In this prior art, micropore mainly refers to a pore volume with a radius of about twenty angstroms (two nanometers (nm)) or less). Mesopore mainly refers to the volume of pores having radii larger than about twenty angstroms (two nm) and less than about 500 angstroms (50 nm) in size. Macropore mainly refers to the volume of pores having radii having sizes greater than about 500 angstroms (50 nm). See, for example, S.M. Auerbach, "Handbook of Zeolite Science and Technology," 291 (Marcel Dekker, Inc., New York, 2003).

Пригодные макропористые связующие включают, но не ограничиваясь, окисиды алюминия, фосфаты алюминия, глины, оксиды кремния-алюминия, окиси кремния, силикаты, двуокиси титана, двуокиси циркония и их смеси. Некоторые из этих связующих также могут давать преимущества с точки зрения легкого достижения пригодных физических свойств, посредством обработки паром, чтобы увеличить средний диаметр поры, без заметного уменьшения объема порового пространства, как описано более подробно ниже. Предпочтительные окиси алюминия включают γ-окись алюминия, η-окись алюминия, псевдобогемит и их смеси. Как правило, носитель может включать приблизительно до 50% веса связующего, в расчете на общий вес носителя, и предпочтительно включает от приблизительно 10% веса до приблизительно 30% веса связующего, в расчете на общий вес носителя. Весовое соотношение сита к связующему составляет предпочтительно от приблизительно 20:1 до приблизительно 1:10, и более предпочтительно от приблизительно 10:1 до приблизительно 1:2.Suitable macroporous binders include, but are not limited to, aluminum oxides, aluminum phosphates, clays, silicas, aluminas, silicas, silicates, titanium dioxide, zirconia, and mixtures thereof. Some of these binders can also provide advantages in terms of easily achieving suitable physical properties by steam treatment to increase the average pore diameter, without noticeably reducing the volume of the pore space, as described in more detail below. Preferred alumina include γ-alumina, η-alumina, pseudobohemite and mixtures thereof. Typically, the carrier may include up to about 50% of the weight of the binder, based on the total weight of the carrier, and preferably includes from about 10% to about 30% of the weight of the binder, based on the total weight of the carrier. The weight ratio of the sieve to the binder is preferably from about 20: 1 to about 1:10, and more preferably from about 10: 1 to about 1: 2.

Катализатор предпочтительно является бифункциональным, поскольку он включает активные центры не только в качестве компонента кислоты в сите, но также и активные центры в виде компонента гидрирования. Соответственно, катализатор также включает компонент гидрирования. Включенный в катализатор компонент гидрирования способствует конверсии сырья в продукт, содержащий изомеры ксилола. Более конкретно, компонент гидрирования катализирует реакцию между молекулярным водородом и свободными олефинами, которые могут присутствовать в реакторе, что препятствует олефинам дезактивировать каталитические (кислотные) центры в сите. Молекулярный водород, как полагают, насыщает олефины так, что олефины не могут реагировать с ароматическими углеводородами на каталитических (кислотных) центрах, с образованием нежелательных тяжелых побочных продуктов.The catalyst is preferably bifunctional because it includes active sites not only as an acid component in the sieve, but also active sites as a hydrogenation component. Accordingly, the catalyst also includes a hydrogenation component. The hydrogenation component included in the catalyst facilitates the conversion of the feed to a product containing xylene isomers. More specifically, the hydrogenation component catalyzes the reaction between molecular hydrogen and free olefins that may be present in the reactor, which prevents the olefins from deactivating the catalytic (acid) sites in the sieve. Molecular hydrogen is believed to saturate the olefins so that the olefins cannot react with aromatic hydrocarbons at the catalytic (acid) centers to form unwanted heavy by-products.

Предпочтительно, компонент гидрирования представляет собой металл или металлический оксид. Металл предпочтительно выбирают из группы, состоящей из металлов группы VIB, металлов группы VIIB, металлов группы VIII и их комбинации. Среди этой группы, предпочтительны металлы группы VIB. Предпочтительно, металлы группы VIB включают, но не ограничиваясь, хром, молибден, вольфрам и их комбинации. Оксид металла группы VIB предпочтительно выбирают из группы, состоящей из оксида молибдена, оксида хрома, оксида вольфрама и комбинаций любых двух или более, где валентность, отвечающая степени окисления металла может быть любой возможной валентностью, отвечающей степени окисления. Например, в случае оксида молибдена, валентность, отвечающая степени окисления молибдена может быть 0, 2, 3, 4, 5, 6 или комбинации любых двух или более.Preferably, the hydrogenation component is a metal or a metal oxide. The metal is preferably selected from the group consisting of metals of group VIB, metals of group VIIB, metals of group VIII, and combinations thereof. Among this group, Group VIB metals are preferred. Preferably, Group VIB metals include, but are not limited to, chromium, molybdenum, tungsten, and combinations thereof. The Group VIB metal oxide is preferably selected from the group consisting of molybdenum oxide, chromium oxide, tungsten oxide and combinations of any two or more, where the valency corresponding to the oxidation state of the metal can be any possible valency corresponding to the oxidation state. For example, in the case of molybdenum oxide, the valency corresponding to the oxidation state of molybdenum may be 0, 2, 3, 4, 5, 6, or a combination of any two or more.

Примеры пригодных соединений металлов группы VIB включают, но не ограничиваясь, хром-, молибден- и/или вольфрамсодержащие соединения. Пригодные хромсодержащие соединения включают, но не ограничиваясь, ацетат хрома (II), хлорид хрома (II), фторид хрома (II), 2,4-пентандионат хрома (III), ацетат хрома (III), ацетилацетонат хрома (III), хлорид хрома (III), фторид хрома (III), гексакарбонил хрома, нитрат хрома (III) и перхлорат хрома (III). Пригодные вольфрамсодержащие соединения включают, но не ограничиваясь, вольфрамовую кислоту, бромид вольфрама (V), хлорид вольфрама (IV), хлорид вольфрама (VI), гексакарбонил вольфрама и оксихлорид вольфрама (VI). Молибденсодержащие соединения являются предпочтительными металлами, и такие соединения включают, но не ограничиваясь, димолибдат аммония, гептамолибдат аммония (VI), молибдат аммония, фосфомолибдат аммония, бис(ацетилацетонат) диоксомолибдена (VI), фторид молибдена, гексакарбонил молибдена, оксихлорид молибдена, ацетат молибдена (II), хлорид молибдена (II), бромид молибдена (III), хлорид молибдена (III), хлорид молибдена (IV), хлорид молибдена (V), фторид молибдена (VI), оксихлорид молибдена (VI), четыреххлористый оксид молибдена (VI), молибдат калия и оксид молибдена, в которых валентность, отвечающая степени окисления молибдена может быть 2, 3, 4, 5 и 6 и комбинации двух или более. Предпочтительно соединение металла группы VIB представляет собой молибдат аммония благодоря его распространенности и относительной простоты, с которой молибден может быть включен в предпочтительные сита.Examples of suitable Group VIB metal compounds include, but are not limited to, chromium, molybdenum, and / or tungsten-containing compounds. Suitable chromium compounds include, but are not limited to, chromium (II) acetate, chromium (II) chloride, chromium (II) fluoride, chromium (III) 2,4-pentanedionate, chromium (III) acetate, chromium (III) acetylacetonate, chloride chromium (III), chromium (III) fluoride, chromium hexacarbonyl, chromium (III) nitrate and chromium (III) perchlorate. Suitable tungsten-containing compounds include, but are not limited to, tungsten acid, tungsten (V) bromide, tungsten (IV) chloride, tungsten (VI) chloride, tungsten hexacarbonyl and tungsten (VI) oxychloride. Molybdenum-containing compounds are preferred metals, and such compounds include, but are not limited to, ammonium dimolybdate, ammonium heptamolybdate (ammonium), ammonium molybdate, ammonium phosphomolybdate, dioxomolybdenum (VI) bis (acetylacetonate), molybdenum, molybdenum, molybdenum, molybdibenum (II), molybdenum (II) chloride, molybdenum (III) bromide, molybdenum (III) chloride, molybdenum (IV) chloride, molybdenum (V) chloride, molybdenum (VI) fluoride, molybdenum (VI) oxychloride, molybdenum tetrachloride ( Vi) potassium molybdate and oxide molybdenum, in which the valency corresponding to the oxidation state of molybdenum can be 2, 3, 4, 5, and 6, and combinations of two or more. Preferably, the Group VIB metal compound is ammonium molybdate due to its prevalence and relative simplicity with which molybdenum can be included in preferred sieves.

Примеры пригодных соединений металлов группы VIIB включают, но не ограничиваясь, рений содержащие соединения металла, такие как, например, (NH4)ReO4, Re2O7, ReO2, ReCl3, ReCl5, Re(CO)5Cl, Re(CO)5Br, Re2(CO)10 и их комбинации. Примеры пригодных соединений металлов группы VIII включают, но не ограничиваясь, никель-, палладий - и платиносодержащие соединения. Примеры никельсодержащих соединений металла включают, но не ограничиваясь, хлорид никеля, бромид никеля, нитрат никеля и гидроксид никеля. Примеры палладийсодержащих соединений металлов включают, но не ограничиваясь, хлорид палладия, нитрат палладия, ацетат палладия и гидроксид палладия. Примеры платиносодержащих соединений металлов включают, но не ограничиваясь, платинохлористоводородную кислоту (H2PtCl6·xH2O), гексахлорплатиновую (IV) кислоту, хлорид платины (II) или (IV) (хлороплатинат), бромид платины (I) или (IV), йодид платины (II), хлорид цис- или трансдиамин платины (II), хлорид цис- или трансдиамин платины (IV), нитрит диамин платины (II), хлорид (этилендиамин) платины (II), хлорид или гидрохлорид тетрамин платины (II) (Pt(NH3)4Cl2·H2O или Pt(NH3)4Cl2), нитрат тетрамин платины (II), хлорид (этилендиамин) платины (II), нитрат тетрамин платины (II) (Pt(NH3)4(NO3)2), тетракис(трифенилфосфин) платина (0), хлорид цис- или транс-бис(триэтилфосфин) платины (II), оксалат цис- или транс-бис(триэтилфосфин) платины (II), хлорид цис-бис(трифенилфосфин) платины (II), оксид бис(трифенилфосфин) платины (IV), хлорид дигидрат (2,2'-6',2”-терпиридин) платины (II), дихлорид бис(ацетонитрил) платины, дихлорид цис-бис(бензонитрил) платины, ацетилацетонат платины (II), хлорид или бромид (1с,5с-циклооктадиен) платины (II), нитрат нитрозила платины и тетрахлородиамин платины (IV). Другие соединения металлов группы VIII, которые могут использоваться, включают кобальт-, родий-, иридий- и рутенийсодержащие соединения.Examples of suitable Group VIIB metal compounds include, but are not limited to, rhenium containing metal compounds, such as, for example, (NH 4 ) ReO 4 , Re 2 O 7 , ReO 2 , ReCl 3 , ReCl 5 , Re (CO) 5 Cl, Re (CO) 5 Br, Re 2 (CO) 10, and combinations thereof. Examples of suitable Group VIII metal compounds include, but are not limited to, nickel, palladium, and platinum compounds. Examples of nickel-containing metal compounds include, but are not limited to, nickel chloride, nickel bromide, nickel nitrate, and nickel hydroxide. Examples of palladium-containing metal compounds include, but are not limited to, palladium chloride, palladium nitrate, palladium acetate and palladium hydroxide. Examples of platinum-containing metal compounds include, but are not limited to, platinum chloride acid (H 2 PtCl 6 · xH 2 O), hexachloroplatinic (IV) acid, platinum (II) or (IV) chloride (chloroplatinate), platinum bromide (I) or (IV ), platinum (II) iodide, platinum (II) cis or transdiamine chloride, platinum (IV) cis or transdiamine chloride, platinum (II) diamine nitrate, platinum (II) chloride (ethylene diamine), platinum tetramine chloride or II) (Pt (NH 3 ) 4 Cl 2 · H 2 O or Pt (NH 3 ) 4 Cl 2 ), platinum (II) tetramine nitrate, platinum (II) chloride (ethylene diamine), platinum (II) tetramine nitrate (Pt (NH 3 ) 4 (NO 3 ) 2 ), tetrakis (triphenylphosphine) platinum (0), cis- or trans-bis (triethylphosphine) platinum (II) chloride, cis- or trans-bis (triethylphosphine) platinum (II) oxalate, cis chloride bis (triphenylphosphine) platinum (II), bis (triphenylphosphine) platinum (IV) oxide, (2,2'-6 ', 2 ”-terpyridine) platinum (II) chloride dihydrate, bis (acetonitrile) platinum dichloride, cis dichloride bis (benzonitrile) platinum, platinum (II) acetylacetonate, platinum (II) chloride or bromide (1c, 5c-cyclooctadiene), platinum nitrosyl nitrate and platinum tetrachlorodiamine (IV). Other Group VIII metal compounds that may be used include cobalt, rhodium, iridium, and ruthenium compounds.

Количество компонента гидрирования (например, металла или оксида металла), присутствующего в катализаторе, должно быть достаточным, чтобы быть эффективным для способов трансалкилирования, деалкилирования и диспропорционирования. Соответственно, количество компонента гидрирования предпочтительно находится в диапазоне от приблизительно 0.1% веса до приблизительно 20% веса, более предпочтительно от приблизительно 0.5% веса до приблизительно 10% веса, и еще более предпочтительно от приблизительно 1% веса до 5% веса, в расчете на общий вес катализатора. Молибден представляет собой предпочтительный металл, и, предпочтительно носитель представляет собой импрегнированный гептамолибдатом аммония. Соответственно, катализатор предпочтительно включает от приблизительно 0.5% веса до приблизительно 10% веса молибдена или оксида молибдена, более предпочтительно от приблизительно 1% веса до приблизительно 5% веса молибдена или оксида молибдена, и еще более предпочтительно приблизительно 2% веса молибдена или оксида молибдена, в расчете на общий вес катализатора. Если используется комбинация металлов или оксидов металлов, то мольное отношение второго, третьего и четвертого оксидов металла к первому оксиду металла должно быть в диапазоне от приблизительно 1:100 до приблизительно 100:1.The amount of a hydrogenation component (e.g., metal or metal oxide) present in the catalyst must be sufficient to be effective for transalkylation, dealkylation and disproportionation processes. Accordingly, the amount of the hydrogenation component is preferably in the range of from about 0.1% to about 20% by weight, more preferably from about 0.5% to about 10% by weight, and even more preferably from about 1% to 5% by weight, based on total weight of the catalyst. Molybdenum is a preferred metal, and, preferably, the carrier is impregnated with ammonium heptamolybdate. Accordingly, the catalyst preferably comprises from about 0.5% by weight to about 10% by weight of molybdenum or molybdenum oxide, more preferably from about 1% by weight to about 5% by weight of molybdenum or molybdenum oxide, and even more preferably about 2% by weight of molybdenum or molybdenum oxide, calculated on the total weight of the catalyst. If a combination of metals or metal oxides is used, the molar ratio of the second, third and fourth metal oxides to the first metal oxide should be in the range of from about 1: 100 to about 100: 1.

Любые методы, пригодные для включения металлов или металлических оксидов в носитель катализатора, такие как, например, пропитка или адсорбция, могут использоваться для получения катализатора. Например, носитель может быть приготовлен смешением сита и связующего посредством перемешивания, сухого смешивания, пластицирования или экструзии. Предпочтительно, смешение происходит при атмосферном давлении, но может осуществляться при давлениях немного выше и ниже атмосферного давления. Полученная смесь затем может быть высушена на воздухе при температуре в диапазоне от приблизительно 20°С до приблизительно 200°С, предпочтительно от приблизительно 25°С до приблизительно 175°С, и более предпочтительно от 25°С до 150°С в течение от приблизительно 0.5 часов до приблизительно 50 часов, предпочтительно от приблизительно одного часа до приблизительно 30 часов, и более предпочтительно от одного часа до 20 часов. После того, как сито и связующее достаточно смешаны и сушатся (для образования экструдата, например), носитель необязательно может быть прокален на воздухе при температуре в диапазоне от приблизительно 200°С до 1000°С, предпочтительно от приблизительно 250°С до приблизительно 750°С, и более предпочтительно от приблизительно 350°С до приблизительно 650°С. Кальцинирование может быть выполнено в течение от приблизительно 1 часа до приблизительно 30 часов, и более предпочтительно от приблизительно 2 часов до приблизительно 15 часов, приводя к прокаленному носителю.Any methods suitable for incorporating metals or metal oxides into the catalyst support, such as, for example, impregnation or adsorption, can be used to prepare the catalyst. For example, a carrier can be prepared by mixing a sieve and a binder by mixing, dry mixing, plasticizing or extrusion. Preferably, mixing occurs at atmospheric pressure, but can be carried out at pressures slightly above and below atmospheric pressure. The resulting mixture can then be dried in air at a temperature in the range of from about 20 ° C to about 200 ° C, preferably from about 25 ° C to about 175 ° C, and more preferably from 25 ° C to 150 ° C for from about 0.5 hours to about 50 hours, preferably from about one hour to about 30 hours, and more preferably from one hour to 20 hours. After the sieve and binder are sufficiently mixed and dried (to form an extrudate, for example), the support may optionally be calcined in air at a temperature in the range of from about 200 ° C to 1000 ° C, preferably from about 250 ° C to about 750 ° C, and more preferably from about 350 ° C to about 650 ° C. Calcination can be carried out within about 1 hour to about 30 hours, and more preferably from about 2 hours to about 15 hours, resulting in a calcined carrier.

Металл или металлический оксид может быть включен в приготовленный носитель или, он может быть включен в смесь сито/связующее, используемую, для образования носителя. Поскольку связующее объединено с соединением металла, оно может быть впоследствии превращено в металлический оксид, нагреванием при повышенной температуре, главным образом на воздухе. Как было отмечено выше, металл или металлический оксид предпочтительно выбирают из группы металлов VIB, таких как хром, молибден, вольфрам и комбинаций и их оксидов. Соединение металла может быть растворено в растворителе прежде, чем контактировать с носителем. Предпочтительно, однако, соединение металла представляет собой водный раствор. Контактирование может быть выполнено при любой температуре и давлении. Предпочтительно, однако, контактирование осуществляют при температуре в диапазоне от приблизительно 15°С до приблизительно 100°С, более предпочтительно от приблизительно 20°С до приблизительно 100°С, и еще более предпочтительно от приблизительно 20°С до приблизительно 60°С. Контактирование предпочтительно также происходит при атмосферном давлении, в течение отрезка времени, достаточного, чтобы гарантировать, что металлический оксид включен в носитель. Вообще, этот отрезок времени составляет от приблизительно 1 минуты до приблизительно 15 часов, и предпочтительно от приблизительно 1 минуты до приблизительно 5 часов.The metal or metal oxide may be included in the prepared carrier or, it may be included in the sieve / binder mixture used to form the carrier. Since the binder is combined with a metal compound, it can subsequently be converted to a metal oxide by heating at an elevated temperature, mainly in air. As noted above, the metal or metal oxide is preferably selected from the group of VIB metals such as chromium, molybdenum, tungsten, and combinations and their oxides. The metal compound may be dissolved in a solvent before being contacted with the carrier. Preferably, however, the metal compound is an aqueous solution. Contacting can be performed at any temperature and pressure. Preferably, however, the contacting is carried out at a temperature in the range of from about 15 ° C to about 100 ° C, more preferably from about 20 ° C to about 100 ° C, and even more preferably from about 20 ° C to about 60 ° C. Contacting preferably also occurs at atmospheric pressure, for a period of time sufficient to ensure that the metal oxide is included in the carrier. In general, this length of time is from about 1 minute to about 15 hours, and preferably from about 1 minute to about 5 hours.

Как описано более подробно ниже, катализатор (и носитель) может быть приготовлен включением макропор, например, используя порообразователь, при приготовлении катализатора (и носителя) с использованием связующего, которое содержит такие макропоры (то есть, макропористое связующее), или подвергая катализатор воздействию нагревания (в присутствии или отсутствии пара). Порообразователь - это материал, способствующий образованию пор в носителе катализатора таким образом, что носитель содержит больше и/или более большие поры, чем если бы не использовалось порообразователя при получении носителя. Методы и материалы, необходимые для обеспечения пригодного размера пор, являются общеизвестными специалистам, квалифицированным в данной области техники приготовления катализаторов. Примеры порообразователей раскрыты у Doyle и др., в заявке из 2004/00220047 А1, раскрытие которой включено в настоящую заявку в качестве ссылки. Примеры пригодных порообразователей включают, но не ограничиваясь, кислоты, анионные поверхностно-активные вещества, катионные поверхностно-активные вещества, полисахариды, воски и их смеси. Пригодные кислоты включают лимонную кислоту, молочную кислоту, щавелевую кислоту, стеариновую кислоту, винную кислоту и их смеси. Пригодные анионные поверхностно-активные вещества включают алкилбензолсульфонаты натрия, алкилэтоксисульфаты, алкилсульфаты, карбонат аммония ((NH4)2СО3), карбоксилаты кремния, фосфатные эфиры кремния, сульфаты кремния и их смеси. Пригодные катионные поверхностно-активные вещества включают амиды кремния, кремнийамид четверичные амины, кремнийимидазолин четверичные амины, триметиламмония хлорид таллового жира и их смеси. Полисахариды, пригодные для использования в качестве порообразователей, включают карбоксиметилцеллюлозу, целлюлозу, ацетилцеллюлозу, метилцеллюлозу, полиэтиленгликоль, крахмал, порошок ореха и их смеси. Воски, пригодные для использования в качестве порообразователей, включают микрокристаллический воск, буроугольный воск, парафиновый воск, воск на основе полиэтилена и их смеси. Предпочтительно, порообразователь смешан со связующим для обеспечения более равномерного распределения порообразователя в связующем и, поэтому, для обеспечения гарантии получения макропористого связующего.As described in more detail below, the catalyst (and support) can be prepared by incorporating macropores, for example, using a pore former, in preparing the catalyst (and support) using a binder that contains such macropores (i.e., a macroporous binder), or by exposing the catalyst to heat (in the presence or absence of steam). A pore former is a material that promotes the formation of pores in the catalyst carrier in such a way that the carrier contains more and / or larger pores than if the pore former was not used in the preparation of the carrier. The methods and materials necessary to ensure a suitable pore size are well known to those skilled in the art of catalyst preparation. Examples of blowing agents are disclosed by Doyle et al. In the application of 2004/00220047 A1, the disclosure of which is incorporated herein by reference. Examples of suitable blowing agents include, but are not limited to, acids, anionic surfactants, cationic surfactants, polysaccharides, waxes, and mixtures thereof. Suitable acids include citric acid, lactic acid, oxalic acid, stearic acid, tartaric acid, and mixtures thereof. Suitable anionic surfactants include sodium alkylbenzenesulfonates, alkyl ethoxysulfates, alkyl sulfates, ammonium carbonate ((NH 4 ) 2 CO 3 ), silicon carboxylates, silicon phosphate esters, silicon sulfates, and mixtures thereof. Suitable cationic surfactants include silicon amides, quaternary silica amides, quaternary amines silicon imidazoline, tall oil trimethylammonium chloride, and mixtures thereof. Suitable polysaccharides for use as blowing agents include carboxymethyl cellulose, cellulose, cellulose acetate, methyl cellulose, polyethylene glycol, starch, walnut powder, and mixtures thereof. Waxes suitable for use as blowing agents include microcrystalline wax, brown coal wax, paraffin wax, polyethylene based wax, and mixtures thereof. Preferably, the blowing agent is mixed with a binder to provide a more uniform distribution of the blowing agent in the binder and, therefore, to ensure that a macroporous binder is obtained.

Катализатор может быть нагрет, чтобы получить поры, имеющие средний радиус больше, чем приблизительно 500 ангстрем (50 нм). Эта стадия нагревания может быть выполнена в отсутствие пара или в присутствии пара, которая также известна как обработка паром, пропитка паром или обрабатывание паром. Обработка паром может быть осуществлена как альтернатива использованию порообразователя, или как дополнительная стадия, когда порообразователь уже использовался. Вообще, пар, обрабатывающий катализатор, может по желанию увеличить средний диаметр поры, не приводя к заметному уменьшению объема порового пространства, чтобы привести к катализатору, пригодному для использования в соответствии с раскрытыми способами по изобретению. Такие обработки паром являются общеизвестными специалистам, квалифицированным в данной области создания катализаторов и главным образом раскрываются, например, в US 4395328, раскрытие которого включено в настоящую заявку в качестве ссылки. Предпочтительно, катализатор нагревают в присутствии пара при достаточно повышенной температуре, давлении пара и интервале времени, чтобы увеличить средний диаметр поры образованного катализатора при отсутствии любого заметного уменьшения объема порового пространства. Предпочтительно, пар используется при давлении от приблизительно 30 кПа (4.4 psig) до приблизительно 274 кПа (25 psig). Время, в течение которого катализатор контактирует с паром, составляет от приблизительно пятнадцати минут до приблизительно трех часов, и предпочтительно от приблизительно 30 минут до приблизительно двух часов. Повышенная температура, при которой осуществляют обработку паром, составляет от приблизительно 704°С (1,300°F) до приблизительно 927°С (1,700°F), предпочтительно от приблизительно 760°С (1,400°F) до приблизительно 871°С (1,600°F). В то время как не обеспечены конкретные комбинации значений для этих условий обработки паром, является пригодной любая комбинация, которая обеспечит увеличение среднего диаметра поры без любого заметного изменения объема порового пространства. Обработка паром также может использоваться, чтобы улучшить селективность, сопротивление истиранию и термостабильность катализатора.The catalyst may be heated to obtain pores having an average radius of greater than about 500 angstroms (50 nm). This heating step can be performed in the absence of steam or in the presence of steam, which is also known as steam treatment, steam impregnation or steam treatment. Steam treatment can be carried out as an alternative to using a blowing agent, or as an additional step when the blowing agent has already been used. In general, steam treating the catalyst may optionally increase the average pore diameter without leading to a noticeable reduction in pore volume so as to lead to a catalyst suitable for use in accordance with the disclosed methods of the invention. Such steam treatments are well known to those skilled in the art of catalyst development and are mainly disclosed, for example, in US 4,395,328, the disclosure of which is incorporated herein by reference. Preferably, the catalyst is heated in the presence of steam at a sufficiently elevated temperature, steam pressure and time interval to increase the average pore diameter of the formed catalyst in the absence of any noticeable decrease in pore volume. Preferably, steam is used at a pressure of from about 30 kPa (4.4 psig) to about 274 kPa (25 psig). The time during which the catalyst is in contact with steam is from about fifteen minutes to about three hours, and preferably from about 30 minutes to about two hours. The elevated temperature at which the steaming is carried out is from about 704 ° C (1,300 ° F) to about 927 ° C (1,700 ° F), preferably from about 760 ° C (1,400 ° F) to about 871 ° C (1,600 ° F). While specific combinations of values for these steam conditions are not provided, any combination that provides an increase in the average pore diameter without any noticeable change in pore volume is suitable. Steam treatment can also be used to improve the selectivity, abrasion resistance and thermal stability of the catalyst.

Распределение объема порового пространства и объем макропор катализаторов могут быть определены методиками, известными специалистам, квалифицированным в технологии приготовления катализатора. Ртутная интрузионная порометрия (например, ASTM D4284-03), которая является широко известной методикой измерения распределения размеров пор пористых материалов, является одной из пригодных методик. Согласно этой методике, малые образцы (например, от приблизительно 0.25 граммов до приблизительно 0.5 граммов) сначала обезгаживают и затем помещают в ртутную ванну. Ртуть представляет собой несмачивающую жидкость для большинства пористых представляющих интерес материалов, такую, что увеличивающееся давление необходимо для заталкивания ртути в более малые и более малые поры. В порозиметре (например, порозиметр Quantachrome Poremaster 60, произведенный Quantachrome Instruments of Boynton Beach, Florida) измерен объем ртути, который входит в образец, поскольку давление увеличено. Этот объем ртути затем связан с диаметром поры, который определен, предполагая кольцевую, цилиндрическую конфигурацию поры. Поскольку давление увеличено, могут быть изучены широкие пределы размеров пор. Измерения пористости могут быть вычислены по уравнению Washburn:The distribution of the pore space volume and the macropore volume of the catalysts can be determined by methods known to those skilled in the art of catalyst preparation. Mercury intrusion porosimetry (e.g., ASTM D4284-03), which is a well-known technique for measuring the pore size distribution of porous materials, is one suitable technique. According to this technique, small samples (for example, from about 0.25 grams to about 0.5 grams) are first degassed and then placed in a mercury bath. Mercury is a non-wetting fluid for most porous materials of interest, such that increasing pressure is necessary to push mercury into smaller and smaller pores. A porosimeter (for example, a Quantachrome Poremaster 60 porosimeter manufactured by Quantachrome Instruments of Boynton Beach, Florida) measures the volume of mercury that enters the sample as pressure increases. This volume of mercury is then associated with the pore diameter, which is determined by assuming an annular, cylindrical configuration of the pore. As the pressure is increased, a wide range of pore sizes can be studied. Porosity measurements can be calculated using the Washburn equation:

PD=-4γcos(θ),PD = -4γcos (θ),

где Р представляет собой применяемое давление, D - диаметр, γ - поверхностное натяжение ртути (480 дин на сантиметр) и θ - угол смачивания между ртутью и стенкой поры (среднее значение, составляющее 140°). Предпочтительно, объем макропоры катализатора составляет от приблизительно 0.02 кубических сантиметра на грамм (см3/г) до приблизительно 0.5 см3/г, более предпочтительно от приблизительно 0.05 см3/г до приблизительно 0.35 см3/г, и еще более предпочтительно от приблизительно 0.1 см3/г до приблизительно 0.3 см3/г.where P is the applied pressure, D is the diameter, γ is the surface tension of the mercury (480 dyne per centimeter), and θ is the contact angle between the mercury and the pore wall (average value 140 °). Preferably, the macropore volume of the catalyst is from about 0.02 cubic centimeters per gram (cm 3 / g) to about 0.5 cm 3 / g, more preferably from about 0.05 cm 3 / g to about 0.35 cm 3 / g, and even more preferably from about 0.1 cm 3 / g to about 0.3 cm 3 / g.

В то время, как и процессы с неподвижным слоем и процессы на вспученном слое рассмотрены в настоящей заявки, способы с неподвижным слоем предпочтительны. В способах с неподвижным слоем, сырье и водородсодержащий газ проходят сверху вниз через насадку катализатора в условиях температуры, давления, расхода водорода, объемной скорости и т.д., которые в некоторой степени изменяются в зависимости от выбора сырья, емкости реактора и других коэффициентов, известных специалистам, квалифицированным в данной технологии. Там где реакции могут предполагать потребление теплоты или получение теплоты, реакторы неподвижного слоя могут включать множество трубок, каждая заполнена катализатором, через которые будут проходить реагенты и продукты. Со стороны межтрубного пространства, может использоваться теплоноситель, чтобы обеспечить или рассеять теплоту. Реакции диспропорционирования толуола в основном являются изотермическими, в то время как реакции трансалкилирования в основном являются слабо экзотермическими. Таким образом, реакторы с неподвижным слоем, использующие такие трубки и теплоносители, могут быть полезными для лучшего управления и/или оптимизирования температуры реакций.While both fixed-bed processes and expanded-bed processes are discussed herein, fixed-bed processes are preferred. In fixed-bed processes, feedstock and hydrogen-containing gas pass from top to bottom through the catalyst nozzle under conditions of temperature, pressure, hydrogen flow rate, space velocity, etc., which vary to some extent depending on the choice of feedstock, reactor capacity, and other factors, known to those skilled in the art. Where reactions may involve heat consumption or heat generation, fixed bed reactors may include multiple tubes, each filled with catalyst through which reactants and products will pass. From the annulus, a heat transfer medium may be used to provide or dissipate heat. Toluene disproportionation reactions are mainly isothermal, while transalkylation reactions are generally slightly exothermic. Thus, fixed-bed reactors using such tubes and coolants may be useful for better control and / or optimization of reaction temperatures.

Прочность на разрушение (или срок службы) катализатора важна в операциях с неподвижным слоем из-за перепада давления, возникшего в результате из-за прохождения сырья и водородсодержащего газа через заполненный катализаторный слой. Размер и форма катализатора также могут быть важными в операциях с неподвижным слоем из-за их влияния не только на перепад давления через слой, но также и на загрузку катализатора и контакт между катализатором и сырьевыми компонентами. Использование больших частиц катализатора около верха слоя катализатора и более малых частиц на всем протяжении по оставшемуся слою может выгодно привести к уменьшенному перепаду давления. Катализатор в форме сферических частиц или экструдата, предпочтительно от приблизительно 0.01 дюйма (0.25 мм) до приблизительно 0.1 дюйма (2.5 мм) в диаметре, должен поддержать соответствующий контакт между катализатором и сырьем, избегая повышенного избыточного давления через слой катализатора. Более предпочтительно, частицы катализатора имеют среднюю величину частиц от приблизительно 1/32-дюйма (0.8 мм) до приблизительно 1/12-дюйма в диаметре (на 2.1 мм). Трехдольные, трилистниковидные, крестообразные и ”C”-образные катализаторы, обычные в данной области технологии, должны быть пригодными с точки зрения максимизирования эффективности катализатора и поддержки высокого уровня контакта между катализатором и компонентами сырья.The fracture strength (or service life) of the catalyst is important in fixed bed operations due to the pressure drop resulting from the passage of the feed and hydrogen-containing gas through the filled catalyst bed. The size and shape of the catalyst can also be important in fixed bed operations because of their effect not only on the pressure drop across the bed, but also on the loading of the catalyst and the contact between the catalyst and the feed components. The use of large catalyst particles near the top of the catalyst layer and smaller particles throughout the remaining layer can advantageously lead to a reduced pressure drop. A catalyst in the form of spherical particles or an extrudate, preferably from about 0.01 inch (0.25 mm) to about 0.1 inch (2.5 mm) in diameter, should maintain adequate contact between the catalyst and the feed, avoiding increased overpressure through the catalyst bed. More preferably, the catalyst particles have an average particle size of from about 1/32 inch (0.8 mm) to about 1/12 inch in diameter (2.1 mm). Trilobar, trefoil, cruciform, and “C” shaped catalysts common in the art should be suitable in terms of maximizing catalyst efficiency and maintaining a high level of contact between the catalyst and feed components.

Другие физические свойства, которые не являются критическими относительно активности катализатора, но могут влиять на рабочие характеристики, включают объемную плотность, механическую прочность, стойкость к истиранию и среднюю величину частиц. Объемная плотность катализатора предпочтительно составляет от приблизительно 0.3 г/см3 до приблизительно 0.5 г/см3. Механическая прочность должна быть по крайней мере весьма достаточной для использования в данном процессе без нежелательной фрагментации или другого повреждения. Точно так же стойкость к истиранию должна быть весьма достаточной, чтобы частицы катализатора удерживали частицу при контакте частицы так же, как при контакте между частицами и внутренним пространством реакционной зоны, особенно в процессах на вспученном слое. Предпочтительно, прочность на разрушение каталитической композиции является такой, что частица 1/8-дюймов (3.2 мм) в длине и 1/32-дюймов (0.8 мм) в диаметре выдержит по крайней мере приблизительно три фунта давления. Размер частиц может несколько изменяться в зависимости от конкретного процесса, который используется. Форма частиц, однако, может измениться значительно, как отмечено выше, в зависимости от требований способа.Other physical properties that are not critical to the activity of the catalyst, but which can affect performance, include bulk density, mechanical strength, abrasion resistance, and average particle size. The bulk density of the catalyst is preferably from about 0.3 g / cm 3 to about 0.5 g / cm 3 . The mechanical strength should be at least very sufficient for use in this process without undesired fragmentation or other damage. In the same way, the abrasion resistance should be quite sufficient so that the catalyst particles retain the particle upon contact of the particle in the same way as upon contact between the particles and the interior of the reaction zone, especially in processes on an expanded layer. Preferably, the fracture toughness of the catalyst composition is such that a 1/8-inch (3.2 mm) particle in length and 1/32-inch (0.8 mm) in diameter can withstand at least about three pounds of pressure. The particle size may vary slightly depending on the particular process that is used. The shape of the particles, however, can vary significantly, as noted above, depending on the requirements of the method.

В зависимости от интенсивности операции и других параметров процесса будет стареть катализатор. Как и сроки службы катализатора, его активность для желательных реакций имеет тенденцию медленно уменьшаться из-за образования осаждения кокса или ядов из сырья на поверхностях катализатора. Катализатор может поддерживаться при начальном уровне активности или периодически регенерироваться до его начального уровня активности методами, общеизвестными специалистам, квалифицированным в данной технологии. Альтернативно, старый катализатор может просто быть заменен новым катализатором.Depending on the intensity of the operation and other process parameters, the catalyst will age. Like catalyst lifetimes, its activity for the desired reactions tends to decrease slowly due to the formation of coke or poisons from the feed on the surfaces of the catalyst. The catalyst may be maintained at an initial level of activity or periodically regenerated to its initial level of activity by methods well known to those skilled in the art. Alternatively, the old catalyst may simply be replaced with a new catalyst.

При условии, что старый катализатор не заменен новым катализатором, старый катализатор может потребовать регенерации зачастую один раз в два года, с частотой один раз в год, или, при случае, с частотой один раз в шесть месяцев. Как используется в настоящей заявке, термин ”регенерация” означает получение вновь по крайней мере части исходной активности молекулярного сита, сжигая любые отложения кокса на катализаторе кислородом или кислородсодержащим газом. Литература переполнена методами регенерации катализатора, которые могут использоваться в способе по настоящему изобретению. Некоторые из этих методов регенерации включают химические методы для увеличения активности дезактивированных молекулярных сит. Другие регенерационные методы касаются методов регенерации дезактивированных коксом катализаторов сжиганием кокса кислородсодержащим газовым потоком, таким как, например, циклический поток регенерационных газов или непрерывная циркуляция инертного газа, содержащего количество кислорода, в замкнутом контуре системы через слой катализатора.Provided that the old catalyst is not replaced by a new catalyst, the old catalyst may often require regeneration once every two years, with a frequency of once a year, or, if possible, with a frequency of once every six months. As used in this application, the term “regeneration” means obtaining again at least part of the initial activity of the molecular sieve, burning any coke deposits on the catalyst with oxygen or an oxygen-containing gas. The literature is full of catalyst regeneration methods that can be used in the method of the present invention. Some of these regeneration methods include chemical methods to increase the activity of deactivated molecular sieves. Other regeneration methods relate to methods for regenerating coke deactivated catalysts by burning coke with an oxygen-containing gas stream, such as, for example, a cyclic stream of regeneration gases or continuous circulation of an inert gas containing an amount of oxygen in a closed loop of the system through the catalyst bed.

Катализатор для использования в раскрытом способе особенно подходит для регенерации окислением или сжиганием дезактивирующих катализатор карбонатных отложений (также известных как кокс) кислородом или кислородсодержащим газом. Хотя методы, которыми катализатор может быть восстановлен сжиганием кокса, могут быть различными, предпочтительно их осуществляют в условиях температуры, давления и объемной скорости газа, например, которые меньше всего термически повреждают регенерируемый катализатор. Также предпочтительно осуществлять регенерацию своевременно для снижения времени простоя процесса в случае системы реактора неподвижного слоя или размера оборудования, в случае непрерывного процесса регенерации. Может быть обеспечен запасной реактор, для предельного снижения времени простоя процесса в мультиреакторной конфигурации. Например, в мультиреакторной конфигурации, использующей пять реакторов, в любое данное время, один из реакторов может находиться в регенерации и быть автономным относительно процесса. Этот автономный реактор может быть введен в эксплуатацию, в то время как другой является автономным с минимальным нарушением режима/прерыванием всего процесса.The catalyst for use in the disclosed method is particularly suitable for regeneration by oxidation or burning of catalyst deactivating carbonate deposits (also known as coke) with oxygen or an oxygen-containing gas. Although the methods by which the catalyst can be reduced by burning coke may be different, they are preferably carried out under conditions of temperature, pressure and space velocity of the gas, for example, which are the least thermally damaging to the regenerated catalyst. It is also preferable to carry out regeneration in a timely manner to reduce process downtime in the case of a fixed bed reactor system or equipment size, in the case of a continuous regeneration process. A spare reactor can be provided to limit the process downtime to the extreme in a multi-reactor configuration. For example, in a multi-reactor configuration using five reactors, at any given time, one of the reactors may be in regeneration and be autonomous relative to the process. This autonomous reactor can be commissioned while the other is autonomous with minimal disruption / interruption of the entire process.

Хотя оптимальные условия регенерации и методы являются общеизвестными специалистам, квалифицированным в данной технологии, регенерация катализатора предпочтительно достигается в условиях, включая диапазон температур от приблизительно 550°F (приблизительно 287°С) до приблизительно 1300°F (приблизительно 705°С), диапазон давлений от приблизительно нуля фунтов на квадратный дюйм манометрического давления (psig) (около нуля мегапаскалей (МПа)) до приблизительно 300 psig (приблизительно два МПа), и содержание регенерационного газа кислорода приблизительно от 0.1 мольного процента до приблизительно 25 мольных процентов. Содержание кислорода в регенерационном газе обычно может быть увеличено в течение процедуры регенерации катализатора, основываясь на температурах на выходе слоя катализатора, чтобы регенерировать катализатор как можно быстрее, избегая условий процесса, способствующих отравлению катализатора. Предпочтительные условия регенерации катализатора включают температуру в пределах от приблизительно 600°F (приблизительно 315°С) до приблизительно 1150°F (приблизительно 620°С), давление в пределах от приблизительно нуля psig (около нуля МПа) до приблизительно 150 psig (около одного МПа) и содержание кислорода газа регенерации от приблизительно 0.1 мольного процента до приблизительно 10 мольных процентов. Кислородсодержащий регенерационный газ главным образом включает азотные и углеродные продукты сгорания, такие как монооксид углерода и диоксид углерода, к которому был добавлен кислород в виде воздуха. Однако, возможно, что кислород может быть введен в газ регенерации в качестве чистого кислорода, или как смесь кислорода, разбавленного другим газообразным компонентом. Предпочтительно кислородсодержащий газ представляет собой воздух.Although optimal regeneration conditions and methods are well known to those skilled in the art, catalyst regeneration is preferably achieved under conditions including a temperature range from about 550 ° F (about 287 ° C) to about 1300 ° F (about 705 ° C) from approximately zero psig (psig) (approximately zero megapascals (MPa)) to approximately 300 psig (approximately two MPa), and the oxygen regeneration gas content will approximate flax from 0.1 mole percent to about 25 mole percent. The oxygen content in the regeneration gas can usually be increased during the catalyst regeneration procedure based on the temperatures at the outlet of the catalyst bed in order to regenerate the catalyst as quickly as possible, avoiding process conditions that contribute to catalyst poisoning. Preferred catalyst regeneration conditions include a temperature in the range of about 600 ° F (about 315 ° C) to about 1150 ° F (about 620 ° C), a pressure in the range of about zero psig (about zero MPa) to about 150 psig (about one MPa) and the oxygen content of the regeneration gas is from about 0.1 molar percent to about 10 molar percent. Oxygen-containing regeneration gas mainly includes nitrogen and carbon combustion products, such as carbon monoxide and carbon dioxide, to which oxygen has been added in the form of air. However, it is possible that oxygen can be introduced into the regeneration gas as pure oxygen, or as a mixture of oxygen diluted with another gaseous component. Preferably, the oxygen-containing gas is air.

Условия, пригодные для осуществления способа по изобретению, могут включать среднечасовую скорость подачи (WHSV) жидкого потока сырья в диапазоне от приблизительно 0.1 до приблизительно 30, предпочтительно от приблизительно 0.5 до приблизительно 20 и наиболее предпочтительно от приблизительно 1 до приблизительно 10 единиц массы сырья на единицу массы катализатора в час. Водородсодержащий газ (например, молекулярный водород) присутствует в мольном отношении относительно углеводородов в сырье от приблизительно 0.1:1 до приблизительно 10:1, предпочтительно от приблизительно 0.5:1 до приблизительно 8:1 и более предпочтительно от приблизительно 1:1 до приблизительно 6:1.Conditions suitable for carrying out the method of the invention may include an hourly average feed rate (WHSV) of a liquid feed stream in the range of from about 0.1 to about 30, preferably from about 0.5 to about 20, and most preferably from about 1 to about 10 weight units of raw material per unit catalyst mass per hour. Hydrogen-containing gas (e.g. molecular hydrogen) is present in a molar ratio relative to hydrocarbons in the feed from about 0.1: 1 to about 10: 1, preferably from about 0.5: 1 to about 8: 1, and more preferably from about 1: 1 to about 6: one.

Вообще, давление может быть в диапазоне от приблизительно 0.17 МПа (приблизительно 25 psig) до приблизительно 6.9 МПа (приблизительно 1000 psig), предпочтительно от приблизительно 0.34 МПа (приблизительно 50 psig) до приблизительно 4.1 МПа (приблизительно 600 psig) и более предпочтительно от приблизительно 0.69 МПа (приблизительно 100 psig) до приблизительно 2.76 МПа (приблизительно 400 psig). Температура, пригодная для осуществления способа по изобретению, находится в диапазоне от приблизительно 200°С (приблизительно 392°F) до приблизительно 800°С (приблизительно 1472°F), более предпочтительно от приблизительно 300°С (приблизительно 572°F) до приблизительно 600°С (приблизительно 1112°F) и еще более предпочтительно от приблизительно 350°С (приблизительно 662°F) до приблизительно 500°С (приблизительно 932°F).In general, the pressure can range from about 0.17 MPa (about 25 psig) to about 6.9 MPa (about 1000 psig), preferably from about 0.34 MPa (about 50 psig) to about 4.1 MPa (about 600 psig), and more preferably from about 0.69 MPa (approximately 100 psig) to approximately 2.76 MPa (approximately 400 psig). The temperature suitable for carrying out the method according to the invention is in the range from about 200 ° C (about 392 ° F) to about 800 ° C (about 1472 ° F), more preferably from about 300 ° C (about 572 ° F) to about 600 ° C (approximately 1112 ° F) and even more preferably from approximately 350 ° C (approximately 662 ° F) to approximately 500 ° C (approximately 932 ° F).

Достаточная пористость, как полагают, является важной с точки зрения достижения высокого воздействия реагентов на каталитически активные центры, в то время как заметный объем макропоры, как полагают, является необходимым, чтобы гарантировать доступ к центрам и сохранять активность. Однако если объем порового пространства слишком высок, могут пострадать механическая прочность и объемная плотность катализатора. Таким образом, должен быть достигнут соответствующий баланс, чтобы гарантировать, что катализатор лучше всего удовлетворяет его предназначенной цели.Sufficient porosity is believed to be important in terms of achieving a high exposure of the reagents to the catalytically active sites, while a significant amount of macropore is believed to be necessary to guarantee access to the sites and to remain active. However, if the pore volume is too high, mechanical strength and bulk density of the catalyst may suffer. Thus, an appropriate balance must be achieved to ensure that the catalyst best suits its intended purpose.

ПРИМЕРЫEXAMPLES

Следующие примеры представлены, чтобы облегчить лучшее понимание раскрытых способов. Они представлены только для иллюстрации и не предназначены, чтобы ограничить объем охраны заявленных способов. Во всех примерах, объем микропоры и распределение размера пор (когда определено) были определены десорбцией азота, а объем макропоры был определен проникновением ртути, с использованием ртутного порозиметра. Пример 1 поясняет конверсию сырья в виде толуола нитрационного сорта в продукт, содержащий бензол и изомеры ксилола, на носителе катализатора с недостатком макропор. Для сравнения, Примеры 2-8 поясняют конверсию подобного сырья в продукт, содержащий бензол и изомеры ксилола на носителе катализатора, содержащем макропоры. Сравнение показывает, что носитель катализатора, содержащий макропоры приводит к улучшенной конверсии, определяемой более высокой конверсией толуола и более высокой селективностью для изомеров ксилола. Пример 9 поясняет конверсию толуола нитрационного сорта на катализаторе с недостатком объема макропор и сохраняющим объем макропоры и стабильность каждого катализатора.The following examples are presented to facilitate a better understanding of the disclosed methods. They are presented for illustration only and are not intended to limit the scope of protection of the claimed methods. In all examples, the micropore volume and pore size distribution (when determined) were determined by nitrogen desorption, and the macropore volume was determined by the penetration of mercury using a mercury porosimeter. Example 1 illustrates the conversion of a nitration grade toluene to a product containing benzene and xylene isomers on a catalyst carrier lacking macropores. For comparison, Examples 2-8 explain the conversion of such a feed to a product containing benzene and xylene isomers on a catalyst carrier containing macropores. The comparison shows that the catalyst carrier containing macropores leads to improved conversion, determined by a higher toluene conversion and higher selectivity for xylene isomers. Example 9 illustrates the conversion of nitration grade toluene on a catalyst with a lack of macropore volume and preserving the macropore volume and stability of each catalyst.

Примеры 10 и 11 поясняют способность импрегнированных оксидом молибдена макропористых катализаторов, чтобы конвертировать сырье, содержащее толуол, бензол и некоторые легкие неароматические углеводороды. Примеры 12 и 13 поясняют способность импрегнированных оксидом молибдена макропористых катализаторов к конверсии сырья, содержащего С9+ ароматические углеводороды. Примеры 14 и 15 поясняют способность импрегнированных оксидом молибдена макропористых катализаторов к конверсии сырья, преимущественно содержащего ароматические углеводороды С9. Пример 16 поясняет способность макропористого катализатора, импрегнированного оксидом молибдена к конверсии сырья, содержащего толуол и ароматические углеводороды С9. Пример 17 поясняет способность макропористого катализатора, импрегнированного оксидом молибдена, чтобы конвертировать сырье, содержащее толуол и С9+ ароматические углеводороды. Все вместе, эти примеры демонстрируют, что в раскрытых способах могут использовать различное сырье и могут рециркулировать почти любой побочный продукт без значительных изменений процесса и без потребности замены катализатора.Examples 10 and 11 illustrate the ability of macroporous catalysts impregnated with molybdenum oxide to convert raw materials containing toluene, benzene and some light non-aromatic hydrocarbons. Examples 12 and 13 illustrate the ability of macroporous catalysts impregnated with molybdenum oxide to convert raw materials containing C 9+ aromatic hydrocarbons. Examples 14 and 15 illustrate the ability of macroporous catalysts impregnated with molybdenum oxide to convert raw materials predominantly containing C 9 aromatic hydrocarbons. Example 16 illustrates the ability of a macroporous catalyst impregnated with molybdenum oxide to convert a feed containing toluene and C 9 aromatics. Example 17 illustrates the ability of a macroporous catalyst impregnated with molybdenum oxide to convert a feed containing toluene and C 9+ aromatic hydrocarbons. Collectively, these examples demonstrate that various raw materials can be used in the disclosed methods and can recycle almost any by-product without significant process changes and without the need for catalyst replacement.

Получение катализатораCatalyst Preparation

Множество различных катализаторов приготовили и протестировали, как описано ниже. Для сравнительных целей, катализаторы ”X” и ”Н” содержали носители, имеющие незначительные величины объема макропор, тогда как другие катализаторы содержали носители, имеющие значительные величины объема макропор.Many different catalysts were prepared and tested as described below. For comparative purposes, the catalysts “X” and “H” contained carriers having insignificant macropore volumes, while other catalysts contained carriers having significant macropore volumes.

Катализатор ”X” приготовили с цеолитом Н-морденитом (коммерчески доступный от Engelhard Corporation (Iselin, New Jersey)), имеющим соотношение Si/Al 41.6 и уровень натрия (Na) 130 частей на миллион (ppm). Носитель приготовили, смешивая цеолит со связующим оксидом алюминия до образования суспензии. Суспензию затем экструдировали, чтобы сформировать 1/12-дюймовые цилиндрические таблетки (80% сита/20% связующего) и затем прокалили. Водный раствор гептамолибдата аммония затем смешали с и импрегнировали на экструдате, чтобы получить морденитовый катализатор, имеющий 2% молибдена равномерно распределенного. Пропитанный катализатор затем прокалили приблизительно при 500°С в течение от приблизительно одного часа до приблизительно трех часов. Объем макропоры более чем приблизительно 50 нм для катализатора ”X” был определен ртутными адсорбционными методиками как 0.018 см3/г.Catalyst X was prepared with zeolite H-mordenite (commercially available from Engelhard Corporation (Iselin, New Jersey)) having a Si / Al ratio of 41.6 and a sodium (Na) level of 130 ppm. The carrier was prepared by mixing the zeolite with a binder of alumina to form a suspension. The suspension was then extruded to form 1/12-inch cylindrical tablets (80% sieve / 20% binder) and then calcined. An aqueous solution of ammonium heptamolybdate was then mixed with and impregnated on an extrudate to obtain a mordenite catalyst having 2% molybdenum uniformly distributed. The impregnated catalyst was then calcined at approximately 500 ° C for from about one hour to about three hours. A macropore volume of greater than about 50 nm for catalyst “X” was determined by mercury adsorption methods as 0.018 cm 3 / g.

Катализаторы с ”А” по ”G” приготовили с цеолитом Н-морденитом (коммерчески доступный от Engelhard Corporation), имеющим соотношение Si/Al 41.6 и уровень натрия (Na) 130 частей на миллион (ppm). Носитель приготовили, смешивая цеолит со связующим оксидом алюминия, чтобы получить суспензию. Порообразующий реагент добавили к суспензии, и полученную смесь затем экструдировали, чтобы сформировать или 1/12-дюймовые цилиндрические таблетки, или 1/16-дюймовые трехдольные таблетки (80% сита/20% связующего). (Относительно Катализатора ”Е” поученную смесь затем экструдировали, чтобы сформировать 1/12-дюймовые цилиндрические таблетки (70% сита/30% связующего)). Таблица 1, приведенная ниже, указывает экструдированные таблетки для каждого катализатора. Экструдат затем прокалили, и порообразующий реагент был расщеплен термообработкой. Водный раствор гептамолибдата аммония затем смешали с и импрегнировали на экструдате, чтобы получить морденитовый катализатор, имеющий 2% молибдена, равномерно распределенного. Импрегнированный катализатор затем прокалили приблизительно при 500°С в течение от приблизительно одного часа до приблизительно трех часов. Объем макропоры более чем приблизительно 50 нм для этих катализаторов был определен ртутными адсорбционными методиками и указывается в Таблице 1, ниже, для каждого катализатора.Catalysts A through G were prepared with zeolite H-mordenite (commercially available from Engelhard Corporation) having a Si / Al ratio of 41.6 and a sodium (Na) level of 130 ppm. The carrier was prepared by mixing zeolite with a binder of alumina to obtain a suspension. A pore-forming reagent was added to the suspension, and the resulting mixture was then extruded to form either 1/12-inch cylindrical tablets or 1/16-inch three-part tablets (80% sieve / 20% binder). (Regarding Catalyst E, the resulting mixture was then extruded to form 1/12-inch cylindrical tablets (70% sieve / 30% binder)). Table 1 below indicates extruded tablets for each catalyst. The extrudate was then calcined, and the pore-forming reagent was split by heat treatment. An aqueous solution of ammonium heptamolybdate was then mixed with and impregnated on an extrudate to obtain a mordenite catalyst having 2% molybdenum uniformly distributed. The impregnated catalyst was then calcined at approximately 500 ° C for from about one hour to about three hours. A macropore volume of greater than about 50 nm for these catalysts was determined by mercury adsorption techniques and is indicated in Table 1 below for each catalyst.

Катализатор ”Н” приготовили с синтезируемым в лаборатории цеолитом Na-морденитом (коммерчески доступный от Engelhard Corporation). Цеолит подвергли ионному обмену для обеспечения цеолита Н-морденита, имеющего соотношение Si/Al 36.1 и уровень натрия (Na) 260 частей на миллион (ppm). Носитель приготовили, смешивая цеолит со связующим оксидом алюминия, чтобы получить суспензию. Порообразующий реагент добавили к суспензии, и полученную смесь затем экструдировали, чтобы сформировать 1/16-дюймовые (1 дюйм ≈ 2,54 см)трехдольные таблетки (80% сита/20% связующего). Водный раствор гептамолибдата аммония затем смешали с и импрегнировали на экструдате, чтобы получить морденитовый катализатор, имеющий 2% молибдена, равномерно распределенного. Объем макропоры более чем приблизительно 50 нм для катализатора ”Н” был определен ртутными адсорбционными методиками как 0,01 см3/г.Catalyst “H” was prepared with a laboratory-synthesized zeolite Na-mordenite (commercially available from Engelhard Corporation). The zeolite was subjected to ion exchange to provide an N-mordenite zeolite having a Si / Al ratio of 36.1 and a sodium (Na) level of 260 ppm. The carrier was prepared by mixing zeolite with a binder of alumina to obtain a suspension. A pore-forming reagent was added to the suspension, and the resulting mixture was then extruded to form 1/16-inch (1 inch ≈ 2.54 cm) triple tablets (80% sieve / 20% binder). An aqueous solution of ammonium heptamolybdate was then mixed with and impregnated on an extrudate to obtain a mordenite catalyst having 2% molybdenum uniformly distributed. A macropore volume of greater than about 50 nm for the “H” catalyst was determined by mercury adsorption methods as 0.01 cm 3 / g.

Катализатор ”I” приготовили с синтезируемым в лаборатории цеолитом Na-морденитом (коммерчески доступный от Engelhard Corporation). Цеолит подвергнули ионному обмену для снабжения цеолита Н-морденита, имеющего соотношение Si/Al 36.1 и уровень натрия (Na) 260 частей на миллион (ppm). Носитель приготовили, смешивая цеолит со связующим оксидом алюминия, чтобы получить суспензию. Суспензию затем экструдировали, чтобы сформировать 1/16-дюймовые трехдольные таблетки (80% сита/20% связующего). Экструдат затем прокалили, и порообразующий реакгент был расщеплен термообработкой. Водный раствор гептамолибдата аммония затем смешали с и импрегнировали на экструдате, чтобы получить морденитовый катализатор, имеющий 2% молибден, равномерно распределенный. Объем макропоры более чем приблизительно 50 нм для катализатора ”I” был определен ртутными адсорбционными методиками как 0.18 см3/г.The catalyst “I” was prepared with laboratory-synthesized zeolite Na-mordenite (commercially available from Engelhard Corporation). The zeolite was subjected to ion exchange to supply the zeolite N-mordenite having a Si / Al ratio of 36.1 and a sodium (Na) level of 260 ppm. The carrier was prepared by mixing zeolite with a binder of alumina to obtain a suspension. The suspension was then extruded to form 1/16-inch tri-lobe tablets (80% sieve / 20% binder). The extrudate was then calcined, and the pore-forming reagent was split by heat treatment. An aqueous solution of ammonium heptamolybdate was then mixed with and impregnated on an extrudate to obtain a mordenite catalyst having 2% molybdenum uniformly distributed. A macropore volume of greater than about 50 nm for catalyst “I” was determined by mercury adsorption methods as 0.18 cm 3 / g.

Таблица 1Table 1 КатализаторCatalyst Размер и формаSize and shape Hg об. макропоры (>50 нм) (см3/г)Hg vol. macropores (> 50 nm) (cm3 / g) ХX 1/12” цилидр1/12 ”cylinder 0.0180.018 АBUT 1/16” трехдольный1/16 ”tripartite 0.1320.132 ВAT 1/12” цилидр1/12 ”cylinder 0.2550.255 СFROM 1/12” цилидр1/12 ”cylinder 0.2880.288 DD 1/12” цилидр1/12 ”cylinder 0.2800.280 ЕE 1/12” цилидр1/12 ”cylinder 0.2120.212 FF 1/12” цилидр1/12 ”cylinder 0.2810.281 GG 1/16” трехдольный1/16 ”tripartite 0.2800.280 НN 1/16” трехдольный1/16 ”tripartite 0.010.01 II 1/16” трехдольный1/16 ”tripartite 0.180.18

Пилотный запуск опытной установкиPilot launch of the pilot plant

Рабочие характеристики каждого катализатора были отдельно оценены в автоматизированном непрерывном режиме на опытной установке с неподвижным слоем. При каждом запуске, десятью граммами испытуемого катализатора был заполнен реактор, который главным образом представлял собой трубу, имеющую входное и выходное отверстие. Катализаторы были предварительно обработаны проточным водородом в течение двух часов при 750°F (400°С) и 200 psig (1.38 МПа) до введения (жидкого) сырья. Сырье состояло из смеси водорода и газообразного углеводорода при мольном соотношении 4:1. Если не заявлено иначе в настоящей заявке, условия в реакторе были установлены при температуре приблизительно 750°F (400°С) и давлении приблизительно 200 psig (1.38 МПа). Среднечасовая объемная скорость (WHSV) была или 4.0 или 6.0 (соответствующая объемным скоростям потока сырья приблизительно 40 грамм в час (г/ч) и 60 г/ч соответственно), как обозначено в настоящей заявке. Если не заявлено иначе в настоящей заявке, катализаторы использовали при неизменных условиях в течение минимум от трех до пяти дней до получения образцов продукта, чтобы гарантировать стабильные рабочие характеристики. Исходя из того, что для равновесной реакции кинетика первого порядка, активность катализатора ”X” (описанного выше) была принята за 1.0.The performance of each catalyst was separately evaluated in an automated continuous mode on a fixed bed pilot plant. At each start-up, ten grams of the test catalyst was filled with a reactor, which mainly consisted of a pipe having an inlet and an outlet. The catalysts were pre-treated with flowing hydrogen for two hours at 750 ° F (400 ° C) and 200 psig (1.38 MPa) before the introduction of (liquid) feed. The feed consisted of a mixture of hydrogen and gaseous hydrocarbon in a 4: 1 molar ratio. Unless otherwise stated in this application, conditions in the reactor were set at a temperature of approximately 750 ° F (400 ° C) and a pressure of approximately 200 psig (1.38 MPa). The hourly average space velocity (WHSV) was either 4.0 or 6.0 (corresponding to a space velocity of the feed stream of approximately 40 grams per hour (g / h) and 60 g / h, respectively), as indicated in this application. Unless otherwise stated in this application, the catalysts were used under constant conditions for a minimum of three to five days before receiving product samples to ensure stable performance. Based on the fact that for the equilibrium reaction, first-order kinetics, the activity of the catalyst “X” (described above) was taken as 1.0.

Пример 1Example 1

Этот пример поясняет возможности рабочих характеристик катализатора с недостатком в объеме макропоры (катализатор "X"), для конверсии толуола нитрационного сорта в продукт, содержащий изомеры ксилола. Отдельные запуски проводились с идентичным сырьем при WHSV 4.0 и при WHSV 6.0. Сырьевой поток подачи представлял собой смесь водорода и толуола (мольное соотношение водород: толуол 4:1), и условия в реакторе были теми, как изложено выше. Анализы жидкого сырья (Сырье, % вес.) и продуктов (Продукт, % вес.), полученные при каждом запуске, показаны в Таблице 2, приведенной ниже.This example illustrates the performance capabilities of a catalyst with a lack of macropore volume (catalyst “X”) for the conversion of nitration grade toluene to a product containing xylene isomers. Separate launches were carried out with identical raw materials with WHSV 4.0 and with WHSV 6.0. The feed feed stream was a mixture of hydrogen and toluene (molar ratio of hydrogen: toluene 4: 1), and the conditions in the reactor were as described above. Analyzes of liquid raw materials (Raw materials,% wt.) And products (Product,% wt.) Obtained at each run are shown in Table 2 below.

Таблица 2table 2 Катализатор ”X”Catalyst X Сырье, % вес.Raw materials,% weight. Продукт, % вес.Product,% weight. WHSVWhsv 4.04.0 6.06.0 Неароматические углеводородыNon-aromatic hydrocarbons 0.080.08 2.282.28 1.501.50 БензолBenzene 0.000.00 15.7315.73 12.8112.81 ТолуолToluene 99.8399.83 60.9160.91 68.2968.29 ЭтилбензолEthylbenzene 0.050.05 0.180.18 0.130.13 п-Ксилолp-xylene 0.020.02 4.384.38 3.713.71 м-Ксилолm-xylene 0.030.03 9.499.49 8.008.00 о-Ксилолo-xylene 0.000.00 4.164.16 3.493.49 ПропилбензолPropylbenzene 0.000.00 0.000.00 0.000.00 МетилэтилбензолMethyl ethylbenzene 0.000.00 0.270.27 0.220.22 ТриметилбензолTrimethylbenzene 0.000.00 2.332.33 1.661.66 А10+ A 10+ 0.000.00 0.260.26 0.180.18

Конверсия толуола определена делением разности в количестве толуола в сырье и в продукте на присутствие толуола в сырье. Например, используя данные, полученные из запуска с катализатором ”X” и при WHSV 4.0, конверсия толуола была приблизительно 39.0 (то есть, 39.0=100×(99.83-60.91)÷99.83). Напротив, используя данные, полученные из запуска с катализатором "X" и WHSV 6.0, конверсия толуола была приблизительно 31.6 (то есть, 31.6=100×(99.83-68.29)÷99.83).The toluene conversion is determined by dividing the difference in the amount of toluene in the feed and in the product by the presence of toluene in the feed. For example, using data from a run with catalyst “X” and with WHSV 4.0, the toluene conversion was approximately 39.0 (that is, 39.0 = 100 × (99.83-60.91) ÷ 99.83). In contrast, using data from a run with catalyst “X” and WHSV 6.0, the toluene conversion was approximately 31.6 (that is, 31.6 = 100 × (99.83-68.29) ÷ 99.83).

Селективность любого конкретного компонента в продукте определена делением выхода компонента на конверсию толуола. Таким образом, например, используя данные, полученные из запуска с катализатором "X" и WHSV 4.0, селективность бензола была приблизительно 40.3% (то есть, 40.3=100×(15.73÷39.0)), и селективность изомеров ксилола была приблизительно 46.2% (то есть, 46.2=100×18.3÷39.0)). Напротив, используя данные, полученные из запуска с катализатором ”X” и WHSV 6.0, селективность бензола была приблизительно 40.5% (то есть, 40.5=100×(12.81÷31.6)), и селективность изомеров ксилола была приблизительно 48.1% (то есть, 48.1=100×15.2÷31.6)). Дополнительно, селективность С9+ ароматических углеводородов при WSHV 4.0 и 6.0 была 7.3% и 6.6%, соответственно.The selectivity of any particular component in the product is determined by dividing the component yield by the toluene conversion. Thus, for example, using data from a run with catalyst “X” and WHSV 4.0, the selectivity of benzene was approximately 40.3% (i.e., 40.3 = 100 × (15.73 ÷ 39.0)), and the selectivity of xylene isomers was approximately 46.2% ( i.e., 46.2 = 100 × 18.3 ÷ 39.0)). In contrast, using data from a run with catalyst “X” and WHSV 6.0, the selectivity of benzene was approximately 40.5% (that is, 40.5 = 100 × (12.81 ÷ 31.6)), and the selectivity of xylene isomers was approximately 48.1% (that is, 48.1 = 100 × 15.2 ÷ 31.6)). Additionally, the selectivity of C 9+ aromatic hydrocarbons at WSHV 4.0 and 6.0 was 7.3% and 6.6%, respectively.

При WSHV 4.0 бензол составляет 15.7% и изомеры ксилола составляют 18.0% (0.87 - весовое соотношение) в качестве главных продуктов. Присутствие этилбензола в продукте при WHSV 4.0 составляет приблизительно 0.99% веса ароматических углеводородов С8, в расчете на общий вес ароматических углеводородов С8. При WSHV 6.0 бензол составляет 12.8% и изомеры ксилола составляют 15.2% (0.84 - весовое соотношение) в качестве главных продуктов. Присутствие этилбензола в продукте при WHSV 6.0 составляет приблизительно 0.85% веса ароматических углеводородов С8, в расчете на общий вес ароматических углеводородов С8.At WSHV 4.0, benzene is 15.7% and xylene isomers account for 18.0% (0.87 - weight ratio) as the main products. The presence of ethylbenzene in the product at WHSV 4.0 is approximately 0.99% by weight of C 8 aromatic hydrocarbons, based on the total weight of C 8 aromatic hydrocarbons. With WSHV 6.0, benzene is 12.8% and xylene isomers are 15.2% (0.84 - weight ratio) as the main products. The presence of ethylbenzene in the product at WHSV 6.0 is approximately 0.85% by weight of C 8 aromatic hydrocarbons, based on the total weight of C 8 aromatic hydrocarbons.

Пример 2Example 2

Этот пример поясняет возможности рабочих характеристик катализатора, содержащего макропоры, катализатора ”А”, к конверсии толуола нитрационного сорта в продукт, содержащий изомеры ксилола. Отдельные запуски проводились с почти идентичным сырьем при WHSV 4.0 и при WHSV 6.0. Поток сырья представлял собой смесь водорода и толуола (мольное соотношение водород:толуол 4:1), и условия в реакторе были такими, как изложено выше. Анализы жидкого сырья (Сырье, % вес.) и продуктов (Продукт, % вес.), полученных при каждом запуске, показаны в Таблице 3, приведенной ниже.This example illustrates the performance capabilities of a macropore-containing catalyst, catalyst “A”, for the conversion of nitration grade toluene to a product containing xylene isomers. Separate launches were carried out with almost identical raw materials with WHSV 4.0 and with WHSV 6.0. The feed stream was a mixture of hydrogen and toluene (molar ratio of hydrogen: toluene 4: 1), and the conditions in the reactor were as described above. Analyzes of liquid feed (Raw materials,% wt.) And products (Product,% wt.) Obtained at each run are shown in Table 3 below.

Таблица 3Table 3 Катализатор «А»Catalyst A СырьеRaw materials ПродуктProduct СырьеRaw materials ПродуктProduct WHSVWhsv 4.04.0 6.06.0 Неароматические углеводородыNon-aromatic hydrocarbons 0.080.08 0.660.66 0.080.08 0.570.57 БензолBenzene 0.000.00 18.3218.32 0.000.00 15.7615.76 ТолуолToluene 99.8299.82 55.9055.90 99.8199.81 61.9061.90 ЭтилбензолEthylbenzene 0.050.05 0.220.22 0.050.05 0.170.17 п-Ксилолp-xylene 0.020.02 5.165.16 0.020.02 4.574.57 м-Ксилолm-xylene 0.030.03 11.2511.25 0.030.03 9.939.93 о-Ксилолo-xylene 0.000.00 4.944.94 0.000.00 4.344.34 ПропилбензолPropylbenzene 0.000.00 0.000.00 0.000.00 0.000.00 МетилэтилбензолMethyl ethylbenzene 0.000.00 0.280.28 0.000.00 0.280.28 ТриметилбензолTrimethylbenzene 0.000.00 2.972.97 0.000.00 2.222.22 А10+ A 10+ 0.000.00 0.300.30 0.010.01 0.250.25

При WSHV 4.0 бензол составляет 18.3% и изомеры ксилола составляют 21.4% (0.86 - весовое соотношение) в качестве главных продуктов. При WSHV 6.0 бензол составляет 15.8% и изомеры ксилола составляют 18.8% (0.84 - весовое соотношение) в качестве главных продуктов. Основываясь на полученных данных, приведенных в Таблице 3, конверсии толуола при WSHV 4.0 и 6.0 были 44.0% и 38.0% соответственно. Напротив, конверсии толуола подобного сырья при WSHV 4.0 и 6.0 с использованием катализаторов ”X” составили 39.0% и 31.6%, соответственно. Точно так же селективность изомеров ксилола с катализатором ”А” при WSHV 4.0 и 6.0 составила 48.5% и 49.6%, соответственно. Напротив, селективность изомеров ксилола с катализатором ”X” при WSHV 4.0 и 6.0 составила 46.2% и 48.1%, соответственно. Селективность бензола с катализатором ”А” при WSHV 4.0 и 6.0 составила 41.6% и 41.5%, соответственно. Напротив, селективность бензола с катализатором ”X” при WSHV 4.0 и 6.0 составила 40.3% и 40.5%, соответственно. При обеих объемных скоростях, конверсия толуола, селективность в отношении ксилола и селективности для бензола были более высокими, чем конверсия толуола, селективность в отношении ксилола и селективности для бензола катализатора ”X”, в котором макропоры отсутствовали. Исходя из кинетики обратимой равновесной реакции первого порядка, относительная активность катализатора ”А” в 1.38 раза больше, чем относительная активность катализатора ”X”, в котором макропоры отсутствуют.At WSHV 4.0, benzene is 18.3% and xylene isomers account for 21.4% (0.86 - weight ratio) as the main products. With WSHV 6.0, benzene is 15.8% and xylene isomers are 18.8% (0.84 - weight ratio) as the main products. Based on the obtained data, shown in Table 3, the toluene conversions at WSHV 4.0 and 6.0 were 44.0% and 38.0%, respectively. In contrast, the toluene conversions of similar feeds at WSHV 4.0 and 6.0 using catalysts “X” were 39.0% and 31.6%, respectively. Similarly, the selectivity of xylene isomers with catalyst “A” at WSHV 4.0 and 6.0 was 48.5% and 49.6%, respectively. In contrast, the selectivity of xylene isomers with catalyst “X” at WSHV 4.0 and 6.0 was 46.2% and 48.1%, respectively. The selectivity of benzene with catalyst “A” at WSHV 4.0 and 6.0 was 41.6% and 41.5%, respectively. In contrast, the selectivity of benzene with catalyst “X” at WSHV 4.0 and 6.0 was 40.3% and 40.5%, respectively. At both space velocities, toluene conversion, xylene selectivity and benzene selectivity were higher than toluene conversion, xylene selectivity and selectivity for benzene catalyst “X”, in which there were no macropores. Based on the kinetics of the first-order reversible equilibrium reaction, the relative activity of catalyst “A” is 1.38 times greater than the relative activity of catalyst “X”, in which there are no macropores.

Пример 3Example 3

Этот пример поясняет возможности рабочих характеристик другого катализатора, содержащего макропоры, катализатора ”В,” к конверсии толуола нитрационного сорта в продукт, содержащий изомеры ксилола. Отдельные запуски проводились с почти идентичным сырьем при WHSV 4.0 и при WHSV 6.0. Поток сырья представлял собой смесь водорода и толуола (мольное соотношение водород:толуол 4:1), и условия в реакторе были такими, как изложено выше. Анализы жидкого сырья (Сырье, % вес.) и продуктов (Продукт, % вес.), полученных при каждом запуске, показаны в Таблице 4, приведенной ниже.This example illustrates the performance capabilities of another catalyst containing macropores, catalyst “B,” to convert nitration grade toluene to a product containing xylene isomers. Separate launches were carried out with almost identical raw materials with WHSV 4.0 and with WHSV 6.0. The feed stream was a mixture of hydrogen and toluene (molar ratio of hydrogen: toluene 4: 1), and the conditions in the reactor were as described above. Analyzes of liquid feed (Raw materials,% wt.) And products (Product,% wt.) Obtained at each run are shown in Table 4 below.

Таблица 4Table 4 Катализатор ”В”Catalyst B СырьеRaw materials ПродуктProduct СырьеRaw materials ПродуктProduct WHSVWhsv 4.04.0 6.06.0 Неароматические углеводороды Non-aromatic hydrocarbons 0.060.06 1.771.77 0.060.06 1.331.33 БензолBenzene 0.000.00 19.5719.57 0.000.00 16.4916.49 ТолуолToluene 99.8799.87 53.4353.43 99.8599.85 60.7060.70 ЭтилбензолEthylbenzene 0.030.03 0.170.17 0.030.03 0.140.14 п-Ксилолp-xylene 0.010.01 5.175.17 0.010.01 4.544.54 м-Ксилолm-xylene 0.020.02 11.2511.25 0.020.02 9.969.96 о-Ксилолo-xylene 0.000.00 4.974.97 0.000.00 4.304.30 ПропилбензолPropylbenzene 0.000.00 0.000.00 0.000.00 0.000.00 МетилэтилбензолMethyl ethylbenzene 0.000.00 0.220.22 0.000.00 0.210.21 ТиметилбензолTrimethylbenzene 0.000.00 3.163.16 0.000.00 2.242.24 А10+ A 10+ 0.000.00 0.290.29 0.020.02 0.200.20

При WSHV 4.0 бензол составляет 16.5% и изомеры ксилола составляют 18.7% (0.88 - весовое соотношение) в качестве главных продуктов. При WSHV 6.0 бензол составляет 19.6% и изомеры ксилола составляют 21.4% (0.92 - весовое соотношение) в качестве главных продуктов. Основываясь на полученных данных, показанных в Таблице 4, конверсии толуола при WSHV 4.0 и 6.0 составили 46.5% и 39.2% соответственно. Напротив, конверсии толуола подобного сырья при WSHV 4.0 и 6.0 с использованием катализатора ”X” составили 39.0% и 31.6%, соответственно. При обеих объемных скоростях, конверсия толуола с катализатором ”В” была более высокой, чем конверсия толуола, полученная с катализатором ”X”, в котором макропоры отсутствуют. Исходя из кинетики обратимой равновесной реакции первого порядка, относительная активность катализатора ”В” оказалось в 1.43 раза больше, чем относительная активность катализатора ”X”, в котором макропоры отсутствуют.With WSHV 4.0, benzene is 16.5% and xylene isomers are 18.7% (0.88 - weight ratio) as main products. With WSHV 6.0, benzene is 19.6% and xylene isomers make up 21.4% (0.92 - weight ratio) as the main products. Based on the data shown in Table 4, toluene conversions at WSHV 4.0 and 6.0 were 46.5% and 39.2%, respectively. In contrast, the toluene conversions of such feeds at WSHV 4.0 and 6.0 using catalyst “X” were 39.0% and 31.6%, respectively. At both space velocities, the conversion of toluene with catalyst “B” was higher than the conversion of toluene obtained with catalyst “X”, in which there were no macropores. Based on the kinetics of the first-order reversible equilibrium reaction, the relative activity of catalyst “B” turned out to be 1.43 times greater than the relative activity of catalyst “X”, in which there are no macropores.

При обеих объемных скоростях, конверсия толуола с катализатором ”В” была более высокой, чем конверсия толуола, полученная с катализатором ”X”, в котором макропоры отсутствуют. Исходя из кинетики обратимой равновесной реакции первого порядка, относительная активность катализатора "В" оказалось в 1.43 раза больше, чем относительная активность катализатора ”X”, в котором макропоры отсутствуют.At both space velocities, the conversion of toluene with catalyst “B” was higher than the conversion of toluene obtained with catalyst “X”, in which there were no macropores. Based on the kinetics of the first-order reversible equilibrium reaction, the relative activity of catalyst “B” turned out to be 1.43 times greater than the relative activity of catalyst “X”, in which there are no macropores.

Селективность изомеров ксилола с катализатором "В" при WSHV 4.0 и 6.0 составила 46.0% и 47.7%, соответственно. Как показано выше в Примере 1, селективность изомеров ксилола с катализатором "X" при WSHV 4.0 и 6.0 составила 46.2% и 48.1%, соответственно.The selectivity of xylene isomers with catalyst “B” at WSHV 4.0 and 6.0 was 46.0% and 47.7%, respectively. As shown in Example 1 above, the selectivity of xylene isomers with catalyst “X” at WSHV 4.0 and 6.0 was 46.2% and 48.1%, respectively.

Этот пример демонстрирует, что катализатор, содержащий макропоры, имеет сопоставимую селективность при более высоких конверсиях. Таким образом, катализатор, содержащий макропоры, обеспечивает значительно большую активность, не снижая селективность в отношении изомеров ксилола (и бензола). Селективность бензола с катализатором "В" при WSHV 4.0 и 6.0 составила 42.1% и 42.1%, соответственно. Напротив, селективность бензола с катализатором ”X” при WSHV 4.0 и 6.0 составила 40.3% и 40.5%, соответственно.This example demonstrates that a catalyst containing macropores has comparable selectivity at higher conversions. Thus, a catalyst containing macropores provides significantly greater activity without reducing selectivity for xylene (and benzene) isomers. The selectivity of benzene with catalyst “B” at WSHV 4.0 and 6.0 was 42.1% and 42.1%, respectively. In contrast, the selectivity of benzene with catalyst “X” at WSHV 4.0 and 6.0 was 40.3% and 40.5%, respectively.

Пример 4Example 4

Этот пример поясняет возможности рабочих характеристик еще и другого катализатора, содержащего макропоры, катализатора "С", к конверсии толуола нитрационного сорта в продукт, содержащий изомеры ксилола. Отдельные запуски проводились с почти идентичным сырьем при WHSV 4.0 и при WHSV 6.0. Поток сырья представлял собой смесь водорода и толуола (мольное соотношение водород: толуол 4:1), и условия в реакторе были такими, как изложено выше. Анализы жидкого сырья (Сырье, % вес.) и продуктов (Продукт, % вес.), полученных при каждом запуске, показываются в Таблице 5, приведенной ниже.This example illustrates the performance capabilities of another catalyst containing macropores, catalyst “C,” to convert nitration grade toluene to a product containing xylene isomers. Separate launches were carried out with almost identical raw materials with WHSV 4.0 and with WHSV 6.0. The feed stream was a mixture of hydrogen and toluene (molar ratio of hydrogen: toluene 4: 1), and the conditions in the reactor were as described above. Analyzes of liquid feed (Raw materials,% wt.) And products (Product,% wt.) Obtained at each run are shown in Table 5 below.

Таблица 5Table 5 Катализатор "С"Catalyst "C" СырьеRaw materials ПродуктProduct СырьеRaw materials ПродуктProduct WHSVWhsv 4.04.0 6.06.0 Неароматические углеводородыNon-aromatic hydrocarbons 0.210.21 1.771.77 0.160.16 1.251.25 БензолBenzene 0.000.00 19.5019.50 0.000.00 16.7816.78 ТолуолToluene 99.6899.68 54.0054.00 99.7799.77 60.6060.60 ЭтилбензолEthylbenzene 0.030.03 0.240.24 0.030.03 0.170.17 п-Ксилолp-xylene 0.010.01 5.075.07 0.010.01 4.504.50 м-Ксилолm-xylene 0.020.02 11.0411.04 0.020.02 9.759.75 о-Ксилолo-xylene 0.000.00 4.844.84 0.000.00 4.264.26 ПропилбензолPropylbenzene 0.000.00 0.010.01 0.000.00 0.010.01 МетилэтилбензолMethyl ethylbenzene 0.000.00 0.330.33 0.000.00 0.270.27 ТриметилбензолTrimethylbenzene 0.000.00 3.013.01 0.000.00 2.252.25 А10+ A 10+ 0.040.04 0.240.24 0.010.01 0.180.18

При WSHV 4.0 бензол составляет 19.5% и изомеры ксилола составляют 21.0% (0.93 - весовое соотношение) в качестве главных продуктов. При WSHV 6.0 бензол составляет 16.8% и изомеры ксилола составляют 18.5% (0.91 - весовое соотношение) в качестве главных продуктов. Основываясь на полученных данных, приведенных в Таблице 5, конверсии толуола при WSHV 4.0 и 6.0 составили 46.5% и 39.2% соответственно. Напротив, конверсии толуола подобного сырья при WSHV 4.0 и 6.0 с использованием катализатора "X" составили 39.0% и 31.6%, соответственно. При обеих объемных скоростях, конверсия толуола была более высокой, чем конверсия толуола, полученная с катализатором "X", в котором макропоры отсутствовали. Исходя из кинетики обратимой равновесной реакции первого порядка, относительная активность катализатора "С" оказалась в 1.42 раза больше, чем относительная активность катализатора "X", в котором макропоры отсутствуют.At WSHV 4.0, benzene is 19.5% and xylene isomers account for 21.0% (0.93 - weight ratio) as the main products. At WSHV 6.0, benzene is 16.8% and xylene isomers account for 18.5% (0.91 - weight ratio) as the main products. Based on the data shown in Table 5, toluene conversions at WSHV 4.0 and 6.0 were 46.5% and 39.2%, respectively. In contrast, toluene conversions of similar feeds at WSHV 4.0 and 6.0 using catalyst “X” were 39.0% and 31.6%, respectively. At both space velocities, the toluene conversion was higher than the toluene conversion obtained with catalyst “X”, in which there were no macropores. Based on the kinetics of the first-order reversible equilibrium reaction, the relative activity of catalyst “C” turned out to be 1.42 times greater than the relative activity of catalyst “X”, in which there are no macropores.

Селективность изомеров ксилола с катализатором "С" при WSHV 4.0 и 6.0 составила 45.7% и 47.2%, соответственно. Как показано выше в Примере 1, селективность изомеров ксилола с катализатором "X" при WSHV 4.0 и 6.0 составила 46.2% и 48.1%, соответственно. Селективность бензола с катализатором "С" при WSHV 4.0 и 6.0 составила 42.6% и 42.7%, соответственно. Напротив, селективность бензола с катализатором "X" при WSHV 4.0 и 6.0 составила 40.3% и 40.5%, соответственно. Этот пример демонстрирует, что катализатор, содержащий макропоры, имеет сопоставимую селективность при более высоких конверсиях. Таким образом, катализатор, содержащий макропоры, обеспечивает значительно большую активность, не снижая селективность в отношении изомеров ксилола (и бензола).The selectivity of xylene isomers with catalyst “C” at WSHV 4.0 and 6.0 was 45.7% and 47.2%, respectively. As shown in Example 1 above, the selectivity of xylene isomers with catalyst “X” at WSHV 4.0 and 6.0 was 46.2% and 48.1%, respectively. The selectivity of benzene with catalyst “C” at WSHV 4.0 and 6.0 was 42.6% and 42.7%, respectively. In contrast, the selectivity of benzene with catalyst “X” at WSHV 4.0 and 6.0 was 40.3% and 40.5%, respectively. This example demonstrates that a catalyst containing macropores has comparable selectivity at higher conversions. Thus, a catalyst containing macropores provides significantly greater activity without reducing selectivity for xylene (and benzene) isomers.

Пример 5Example 5

Этот пример поясняет возможности рабочих характеристик еще одного катализатора, содержащего макропоры, катализатора "D," к конверсии толуола нитрационного сорта в продукт, содержащий изомеры ксилола. Одна операция запуска проводилась с сырьем при WHSV 6.0. Поток сырья представлял собой смесь водорода и толуола (мольное соотношение водород:толуол 4:1), и условия в реакторе были такими, как изложено выше. Анализы жидкого сырья (Сырье, % вес.) и продукта (Продукт, % вес.), полученного при запуске, показаны в Таблице 6, приведенной ниже.This example illustrates the performance capabilities of yet another catalyst containing macropores, catalyst “D,” to convert nitration grade toluene to a product containing xylene isomers. One launch operation was carried out with raw materials with WHSV 6.0. The feed stream was a mixture of hydrogen and toluene (molar ratio of hydrogen: toluene 4: 1), and the conditions in the reactor were as described above. Analyzes of the liquid feed (Raw materials,% wt.) And the product (Product,% wt.) Obtained at startup are shown in Table 6 below.

Таблица 6.Table 6. Катализатор "D"The catalyst "D" СырьеRaw materials ПродуктProduct WHSVWhsv 6.06.0 Неароматические углеводородыNon-aromatic hydrocarbons 0.070.07 1.191.19 БензолBenzene 0.000.00 15.5115.51 ТолуолToluene 99.6899.68 62.2962.29 ЭтилбензолEthylbenzene 0.030.03 0.190.19 п-Ксилолp-xylene 0.010.01 4.424.42 м-Ксилолm-xylene 0.020.02 9.569.56 о-Ксилолo-xylene 0.130.13 4.184.18 ПропилбензолPropylbenzene 0.000.00 0.010.01 МетилэтилбензолMethyl ethylbenzene 0.000.00 0.340.34 ТриметилбензолTrimethylbenzene 0.000.00 2.122.12 А10+ A 10+ 0.050.05 0.190.19

При WSHV 6.0 бензол составляет 15.5% и изомеры ксилола составляют 18.2% (0.85 - весовое соотношение) в качестве главных продуктов. Основываясь на полученных данных, показанных в Таблице 6, конверсия толуола при WSHV 6.0 составила 37.5%. Напротив, конверсии толуола подобного сырья при WSHV 6.0 с использованием катализатора ”X” составили 31.6%. Конверсия толуола была более высокой, чем конверсия толуола, полученная с катализатором ”X”, в котором макропоры отсутствуют. Исходя из кинетики обратимой равновесной реакции первого порядка, относительная активность катализатора ”D” оказалась в 1.38 раза больше, чем относительная активность катализатора ”X”, в котором макропоры отсутствуют.At WSHV 6.0, benzene is 15.5% and xylene isomers account for 18.2% (0.85 - weight ratio) as the main products. Based on the data shown in Table 6, the toluene conversion at WSHV 6.0 was 37.5%. In contrast, toluene conversions of similar feeds at WSHV 6.0 using catalyst “X” amounted to 31.6%. The toluene conversion was higher than the toluene conversion obtained with the catalyst “X”, in which there are no macropores. Based on the kinetics of the first-order reversible equilibrium reaction, the relative activity of the catalyst “D” turned out to be 1.38 times greater than the relative activity of the catalyst “X”, in which there are no macropores.

Селективность изомеров ксилола с катализатором ”D” при WSHV 6.0 составила 48.4%. Напротив, селективность изомеров ксилола с катализатором ”X” при WSHV 6.0 составила 48.1%. Селективность бензола с катализатором ”D” при WSHV 6.0 составила 41.4%. Как показано выше в Примере 1, селективность бензола с катализатором ”X” при WSHV 6.0 составила 40.5%. Этот пример демонстрирует, что катализатор, содержащий макропоры, имеет сопоставимую селективность при более высоких конверсиях. Таким образом, катализатор, содержащий макропоры, обеспечивает значительно большую активность, не снижая селективность в отношении ксилола (и бензола).The selectivity of xylene isomers with catalyst “D” at WSHV 6.0 was 48.4%. In contrast, the selectivity of xylene isomers with catalyst “X” at WSHV 6.0 was 48.1%. The selectivity of benzene with catalyst “D” at WSHV 6.0 was 41.4%. As shown in Example 1 above, the selectivity of benzene with catalyst “X” at WSHV 6.0 was 40.5%. This example demonstrates that a catalyst containing macropores has comparable selectivity at higher conversions. Thus, a catalyst containing macropores provides significantly greater activity without reducing selectivity for xylene (and benzene).

Пример 6Example 6

Этот пример поясняет возможности рабочих характеристик еще одного катализатора, содержащего макропоры, катализатора ”Е”, конвертировать толуол нитрационного сорта в продукт, содержащий изомеры ксилола. Одна операция запуска проводилась с сырьем при WHSV 6.0. Поток сырья представлял собой смесь водорода и толуола (мольное отношение водород:толуол 4:1), и условия в реакторе были такими, как изложено выше. Анализы жидкого сырья (Сырье, % вес.) и продукта (Продукт, % вес.), полученного при запуске, показаны в Таблице 7, приведенной ниже.This example illustrates the performance capabilities of another catalyst containing macropores, catalyst “E”, to convert nitration grade toluene into a product containing xylene isomers. One launch operation was carried out with raw materials with WHSV 6.0. The feed stream was a mixture of hydrogen and toluene (molar ratio of hydrogen: toluene 4: 1), and the conditions in the reactor were as described above. Analyzes of liquid feed (Raw materials,% wt.) And product (Product,% wt.) Obtained at startup are shown in Table 7 below.

Таблица 7Table 7 Катализатор «Е»Catalyst E СырьеRaw materials ПродуктProduct WHSVWhsv 6.06.0 Неароматические углеводородыNon-aromatic hydrocarbons 0.250.25 0.850.85 БензолBenzene 0.000.00 13.6913.69 ТолуолToluene 99.6899.68 67.6967.69 Этил бензолEthyl benzene 0.030.03 0.140.14 п-Ксилолp-xylene 0.010.01 3.833.83 м-Ксилолm-xylene 0.030.03 8.248.24 о-Ксилолo-xylene 0.000.00 3.603.60 ПропилбензолPropylbenzene 0.000.00 0.010.01 МетилэтилбензолMethyl ethylbenzene 0.000.00 0.280.28 ТриметилбензолTrimethylbenzene 0.000.00 1.551.55 А10+ A 10+ 0.000.00 0.120.12

Конверсия толуола была более высокой, чем конверсия толуола, полученная с катализатором ”X”, в котором макропоры отсутствуют. Исходя из кинетики обратимой равновесной реакции первого порядка, относительная активность катализатора ”Е” оказалась в 1.15 раза больше, чем относительная активность катализатора ”X”, в котором макропоры отсутствуют. Катализатор ”Е” показывает улучшенную активность относительно катализатора ”X” даже в том, что катализатор ”Е” содержит только 70% Н-морденита по сравнению с катализатором “X”, который имеет 80% Н-морденита. При WSHV 6.0 бензол составляет 13.7% и изомеры ксилола составляют 15.7% (0.87 - весовое соотношение) в качестве главных продуктов. Основываясь на полученных данных, показанных в Таблице 7, конверсия толуола при WSHV 6.0 составила 32.1%. Напротив, конверсия толуола подобного сырья при WSHV 6.0 с использованием катализаторов ”X” составила 31.6%.The toluene conversion was higher than the toluene conversion obtained with the catalyst “X”, in which there are no macropores. Based on the kinetics of the first-order reversible equilibrium reaction, the relative activity of the catalyst “E” turned out to be 1.15 times greater than the relative activity of the catalyst “X”, in which there are no macropores. The catalyst “E” shows improved activity with respect to the catalyst “X” even in that the catalyst “E” contains only 70% H-mordenite compared to the catalyst “X”, which has 80% H-mordenite. With WSHV 6.0, benzene is 13.7% and xylene isomers are 15.7% (0.87 - weight ratio) as the main products. Based on the data shown in Table 7, the toluene conversion at WSHV 6.0 was 32.1%. On the contrary, the conversion of toluene of such raw materials at WSHV 6.0 using catalysts “X” was 31.6%.

Селективность изомеров ксилола с катализатором ”Е” при WSHV 6.0 составила 42.8%. Напротив, селективность изомеров ксилола с катализатором ”X” при WSHV 6.0 составила 48.1%. Селективность бензола с катализатором "Е" при WSHV 6.0 составила 42.7%. Как показано выше в Примере 1, селективность бензола с катализатором "X" при WSHV 6.0 составила 40.5%. Этот пример демонстрирует, что катализатор, содержащий макропоры, имеет сопоставимую селективность при более высоких конверсиях. Таким образом, катализатор, содержащий макропоры, обеспечивает значительно большую активность, не снижая селективность в отношении ксилола (и бензола).The selectivity of xylene isomers with catalyst “E” at WSHV 6.0 was 42.8%. In contrast, the selectivity of xylene isomers with catalyst “X” at WSHV 6.0 was 48.1%. The selectivity of benzene with catalyst “E” at WSHV 6.0 was 42.7%. As shown in Example 1 above, the selectivity of benzene with catalyst “X” at WSHV 6.0 was 40.5%. This example demonstrates that a catalyst containing macropores has comparable selectivity at higher conversions. Thus, a catalyst containing macropores provides significantly greater activity without reducing selectivity for xylene (and benzene).

Пример 7Example 7

Этот пример поясняет возможности рабочих характеристик еще одного катализатора, содержащего макропоры, катализатора "F", конвертировать толуол нитрационного сорта в продукт, содержащий изомеры ксилола. Одна операция запуска проводилась с сырьем при WHSV 6.0. Поток сырья представлял собой смесь водорода и толуола (мольное соотношение водород:толуол 4:1), и условия в реакторе были такими, как изложено выше. Анализы жидкого сырья (Сырье, % вес.) и продукта (Продукт, % вес.), полученного при запуске, показаны в Таблице 8, приведенной ниже.This example illustrates the performance capabilities of another catalyst containing macropores, catalyst “F”, to convert nitration grade toluene into a product containing xylene isomers. One launch operation was carried out with raw materials with WHSV 6.0. The feed stream was a mixture of hydrogen and toluene (molar ratio of hydrogen: toluene 4: 1), and the conditions in the reactor were as described above. Analyzes of liquid feed (Raw materials,% wt.) And product (Product,% wt.) Obtained at startup are shown in Table 8 below.

Таблица 8Table 8 Катализатор ”F”Catalyst ”F” СырьеRaw materials ПродуктProduct WHSVWhsv 6.06.0 Неароматические углеводородыNon-aromatic hydrocarbons 0.070.07 1.151.15 БензолBenzene 0.000.00 16.3616.36 ТолуолToluene 99.7099.70 61.7661.76 ЭтилбензолEthylbenzene 0.030.03 0.200.20 п-Ксилолp-xylene 0.010.01 4.364.36 м-Ксилолm-xylene 0.020.02 9.429.42 о-Ксилолo-xylene 0.160.16 4.124.12 ПропилбензолPropylbenzene 0.000.00 0.010.01 МетилэтилбензолMethyl ethylbenzene 0.000.00 0.340.34 ТриметилбензолTrimethylbenzene 0.000.00 2.132.13 А10+ A 10+ 0.000.00 0.160.16

При WSHV 6.0 бензол составляет 16.4% и изомеры ксилола составляют 17.9% (0.92 - весовое соотношение) в качестве главных продуктов. Основываясь на полученных данных, приведенных в Таблице 8, конверсия толуола при WSHV 6.0 составила 38.1%. Напротив, конверсия толуола подобного сырья при WSHV 6.0 с использованием катализатора "X" составила 31.6%. Конверсия толуола была более высокой, чем конверсия толуола, полученная на катализаторе "X", в котором макропоры отсутствуют. Основываясь на кинетики обратимой равновесной реакции первого порядка, относительная активность катализатора "F" оказалась в 1.38 раза больше, чем относительная активность катализатора "X", в котором макропоры отсутствуют.With WSHV 6.0, benzene is 16.4% and xylene isomers make up 17.9% (0.92 - weight ratio) as the main products. Based on the data obtained are shown in Table 8, the toluene conversion at WSHV 6.0 was 38.1%. On the contrary, the conversion of toluene of such raw materials at WSHV 6.0 using catalyst "X" was 31.6%. The toluene conversion was higher than the toluene conversion obtained on the catalyst "X", in which there are no macropores. Based on the kinetics of the first-order reversible equilibrium reaction, the relative activity of the catalyst “F” turned out to be 1.38 times greater than the relative activity of the catalyst “X”, in which there are no macropores.

Селективность изомеров ксилола на катализаторе "F" при WSHV 6.0 составила 47.0%. Напротив, селективность изомеров ксилола с катализатором "X" при WSHV 6.0 составила 48.1%. Селективность бензола на катализаторе "F" при WSHV 6.0 составила 43.0%. Напротив, селективность бензола на катализаторе "X" при WSHV 6.0 составила 40.5%.The selectivity of xylene isomers on catalyst “F” at WSHV 6.0 was 47.0%. In contrast, the selectivity of xylene isomers with catalyst “X” at WSHV 6.0 was 48.1%. The benzene selectivity on catalyst “F” at WSHV 6.0 was 43.0%. In contrast, the selectivity of benzene on catalyst “X” at WSHV 6.0 was 40.5%.

Пример 8Example 8

Этот пример поясняет возможности рабочих характеристик другого катализатора, содержащего макропоры, катализатора "G," к конверсии толуола нитрационного сорта в продукт, содержащий изомеры ксилола. Отдельные запуски проводились с почти идентичным сырьем при WHSV 4.0 и при WHSV 6.0. Поток сырья представлял собой смесь водорода и толуола (мольное соотношение водород:толуол 4:1), и условия в реакторе были такими, как изложено выше. Анализы жидкого сырья (Сырье, % вес.) и продуктов (Продукт, % вес.), полученных при каждом запуске, показаны в Таблице 9, приведенной ниже.This example illustrates the performance capabilities of another macropore-containing catalyst, catalyst “G,” to convert nitration grade toluene to a product containing xylene isomers. Separate launches were carried out with almost identical raw materials with WHSV 4.0 and with WHSV 6.0. The feed stream was a mixture of hydrogen and toluene (molar ratio of hydrogen: toluene 4: 1), and the conditions in the reactor were as described above. Analyzes of liquid feed (Raw materials,% wt.) And products (Product,% wt.) Obtained at each run are shown in Table 9 below.

Таблица 9Table 9 Катализатор "G"Catalyst "G" СырьеRaw materials ПродуктProduct СырьеRaw materials ПродуктProduct WHSVWhsv 4.04.0 6.06.0 Неароматические углеводородаNon-aromatic hydrocarbon 0.080.08 1.741.74 0.080.08 1.171.17 БензолBenzene 0.000.00 20.0020.00 0.000.00 16.9516.95 ТолуолToluene 99.6499.64 52.6952.69 99.6399.63 59.3759.37 ЭтилбензолEthylbenzene 0.030.03 0.310.31 0.030.03 0.220.22 п-Ксилолp-xylene 0.010.01 5.175.17 0.010.01 4.694.69 м-Ксилолm-xylene 0.020.02 11.2511.25 0.020.02 10.1710.17 о-Ксилолo-xylene 0.170.17 4.954.95 0.160.16 4.464.46 ПропилбензолPropylbenzene 0.000.00 0.010.01 0.000.00 0.010.01 МетилэтилбензолMethyl ethylbenzene 0.000.00 0.430.43 0.000.00 0.380.38 ТриметилбензолTrimethylbenzene 0.000.00 3.143.14 0.000.00 2.352.35 А10+ A 10+ 0.050.05 0.320.32 0.060.06 0.230.23

При WSHV 4.0 бензол составляет 20.0% и изомеры ксилола составляют 21.4% (0.93 - весовое соотношение) в качестве главных продуктов. При WSHV 6.0, бензол составляет 17.0% и изомеры ксилола составляют 19.3% (0.88 - весовое соотношение) в качестве главных продуктов. Основываясь на полученных данных, показанных в Таблице 9, конверсии толуола при WSHV 4.0 и 6.0 составили 47% и 40% соответственно. Напротив, конверсии толуола подобного сырья при WSHV 4.0 и 6.0 с использованием катализатора ”X” составили 39.0% и 31.6%, соответственно. При обеих объемных скоростях, конверсия толуола была более высокой, чем конверсия толуола на катализаторе ”X”, в котором макропоры отсутствуют. Основываясь на кинетики обратимой равновесной реакции первого порядка, относительная активность катализатора "G" оказалась в 1.48 раза больше, чем относительная активность катализатора ”X”, в котором макропоры отсутствуют.At WSHV 4.0, benzene is 20.0% and xylene isomers account for 21.4% (0.93 - weight ratio) as the main products. With WSHV 6.0, benzene is 17.0% and xylene isomers are 19.3% (0.88 - weight ratio) as main products. Based on the data shown in Table 9, toluene conversions at WSHV 4.0 and 6.0 were 47% and 40%, respectively. In contrast, the toluene conversions of such feeds at WSHV 4.0 and 6.0 using catalyst “X” were 39.0% and 31.6%, respectively. At both space velocities, the toluene conversion was higher than the toluene conversion on the “X” catalyst, in which there were no macropores. Based on the kinetics of the first-order reversible equilibrium reaction, the relative activity of the catalyst “G” turned out to be 1.48 times greater than the relative activity of the catalyst “X”, in which there are no macropores.

Селективность изомеров ксилола на катализаторе ”G” при WSHV 4.0 и 6.0 составила 45.5% и 48.3%, соответственно. Как показано выше в Примере 1, селективность изомеров ксилола на катализаторе ”X” при WSHV 4.0 и 6.0 составила 46.2% и 48.1%, соответственно. Селективность бензола на катализаторе ”G” при WSHV 4.0 и 6.0 составила 42.5% и 42.4%, соответственно. Как показано выше в Примере 1, селективность бензола на катализаторе ”X” при WSHV 4.0 и 6.0 составила 40.3% и 40.5%, соответственно. Этот пример демонстрирует, что катализатор, содержащий макропоры, имеет сопоставимую селективность при более высоких конверсиях. Таким образом, катализатор, содержащий макропоры, обеспечивает значительно большую активность, не снижая селективность в отношении ксилола (и бензола).The selectivity of xylene isomers on the “G” catalyst at WSHV 4.0 and 6.0 was 45.5% and 48.3%, respectively. As shown in Example 1 above, the selectivity of xylene isomers on the “X” catalyst with WSHV 4.0 and 6.0 was 46.2% and 48.1%, respectively. The benzene selectivity on the “G” catalyst at WSHV 4.0 and 6.0 was 42.5% and 42.4%, respectively. As shown in Example 1 above, the benzene selectivity on the “X” catalyst with WSHV 4.0 and 6.0 was 40.3% and 40.5%, respectively. This example demonstrates that a catalyst containing macropores has comparable selectivity at higher conversions. Thus, a catalyst containing macropores provides significantly greater activity without reducing selectivity for xylene (and benzene).

Таблица 10, приведенная ниже, подводит итог свойств катализатора и относительных активностей катализаторов ”X” и от ”А” до ”G.” Как отмечено выше, все катализаторы ”X” и от ”А” до ”G” содержали 80% Н-морденита, за исключением того, что катализатор "Е" содержал только 70% Н-морденита, несмотря на это, и как указано ниже, катализатор ”Е” обеспечивает улучшенную активность по сравнению с катализатором ”X”.Table 10 below summarizes the properties of the catalyst and the relative activities of the catalysts “X” and from “A” to “G.” As noted above, all catalysts “X” and from “A” to “G” contained 80% H- mordenite, except that the “E” catalyst contained only 70% H-mordenite, despite this, and as indicated below, the “E” catalyst provides improved activity compared to the “X” catalyst.

Таблица 10Table 10 КатализаторCatalyst Размер и
Форма
Size and
The form
Относительная активностьRelative activity Hg Объем макропор (50-100 нм) (см3/г)Hg Macropore volume (50-100 nm) (cm 3 / g)
ХX 1/12" цилиндр1/12 "cylinder 1.001.00 0.0180.018 АBUT 1/16" трехдольная1/16 "tripartite 1.381.38 0.1320.132 ВAT 1/12" цилиндр1/12 "cylinder 1.431.43 0.2550.255 СFROM 1/12" цилиндр1/12 "cylinder 1.421.42 0.2880.288 DD 1/12" цилиндр1/12 "cylinder 1.381.38 0.2800.280 ЕE 1/12" цилиндр1/12 "cylinder 1.151.15 0.2120.212 FF 1/12" цилиндр1/12 "cylinder 1.381.38 0.2810.281 GG 1/16"1/16 " 1.481.48 0.2800.280 трехдольнаяtripartite

Более того, 1/12-дюймовые цилиндрические экструдаты более чем приблизительно 0.2 см3/г обязаны давать самую высокую активность. Например, есть преимущество в активности (в 1.15 раза выше) при увеличении объема макропор до 0.212 см3/г (катализатор "Е") по сравнению с катализатором ”X.” Однако, для катализаторов с объемом макропор более чем 0.25 см3/г активность увеличивается до максимума приблизительно 1.4 (катализаторы ”В”, ”С”, ”D” и ”F”). Для экструдатов более меньшего размера могут дать приемлемую активность более низкие величины объема макропор. Например, если размер экструдата снижен до 1/16 дюйма, и форма выбрана для получения еще более малого эффективного размера (катализатор "А"), катализатор с максимальной активностью около 1.4 будет достигнут с объемом макропор 0.13 см3/г. Величина объема макропор, поэтому, зависит от размера экструдата и больше всего предпочтительна значащая от приблизительно 0.1 до 0.3 см3/г. Объемы макропор выше приблизительно 0.02 см3/г, однако, приводят к катализаторам с более высокой относительной активностью.Moreover, 1/12-inch cylindrical extrudates of more than about 0.2 cm 3 / g are required to give the highest activity. For example, there is an advantage in activity (1.15 times higher) when increasing the volume of macropores to 0.212 cm 3 / g (catalyst “E”) compared to catalyst “X.” However, for catalysts with a volume of macropores of more than 0.25 cm 3 / g activity increases to a maximum of approximately 1.4 (catalysts "B", "C", "D" and "F"). For smaller extrudates, lower macropore volume values may give acceptable activity. For example, if the extrudate size is reduced to 1/16 inch, and the shape is chosen to obtain an even smaller effective size (catalyst “A”), a catalyst with a maximum activity of about 1.4 will be achieved with a macropore volume of 0.13 cm 3 / g. The size of the macropores, therefore, depends on the size of the extrudate and most preferred is significant from about 0.1 to 0.3 cm 3 / g Macropore volumes above about 0.02 cm 3 / g, however, lead to catalysts with higher relative activity.

Пример 9Example 9

Этот пример сравнивает возможности рабочих характеристик катализатора с недостатком макропор (катализатор ”Н”) по сравнению с катализатором, содержащим макропоры (катализатор ”I”), к конверсии толуола нитрационного сорта в продукт, содержащий изомеры ксилола. Отдельные запуски с каждым катализатором проводились с почти идентичным сырьем при WHSV 6.0. Поток сырья представлял собой смесь водорода и толуола (мольное соотношение водород: толуол 4:1), и условия в реакторе были такими, как изложено выше. Анализы жидкого сырья (Сырье, % вес.) и продуктов (Продукт, % вес.), полученных на каждом катализаторе в последующие дни, и анализы конверсии представлены в Таблице 11 (катализатор ”Н”) и Таблице 12 (катализатор ”I”), приведенных ниже:This example compares the performance capabilities of a catalyst with a lack of macropores (catalyst “H”) compared with a catalyst containing macropores (catalyst “I”) to convert nitration grade toluene to a product containing xylene isomers. Separate starts with each catalyst were carried out with almost identical raw materials at WHSV 6.0. The feed stream was a mixture of hydrogen and toluene (molar ratio of hydrogen: toluene 4: 1), and the conditions in the reactor were as described above. Analyzes of liquid raw materials (Raw materials,% wt.) And products (Product,% wt.) Obtained on each catalyst in the following days, and conversion analysis are presented in Table 11 (catalyst “H”) and Table 12 (catalyst “I”) given below:

Таблица 11Table 11 Катализатор ”Н”The catalyst ”N” СырьеRaw materials Продукт
День 1
Product
Day 1
Продукт
День 2
Product
Day 2
Неароматические углеводородыNon-aromatic hydrocarbons 0.090.09 1.481.48 1.211.21 БензолBenzene 0.000.00 11.9211.92 9.909.90 ТолуолToluene 99.8399.83 70.6970.69 75.8375.83 Этилбензол (ЕВ)Ethylbenzene (EB) 0.040.04 0.120.12 0.090.09 п-Ксилолp-xylene 0.010.01 3.503.50 2.912.91 м-Ксилолm-xylene 0.020.02 7.507.50 6.216.21 о-Ксилолo-xylene 0.000.00 3.253.25 2.712.71 ПропилбензолPropylbenzene 0.000.00 0.000.00 0.000.00 МетилэтилбензолMethyl ethylbenzene 0.000.00 0.260.26 0.230.23 ТриметилбензолTrimethylbenzene 0.000.00 1.111.11 0.780.78 А10+ A 10+ 0.000.00 1.171.17 0.130.13 Бензол/КсилолыBenzene / Xylenes 0.840.84 0.840.84 Конверсия толуолаToluene conversion 29.1929.19 24.0404/24 Селективность этилбензола в С8 фракцииEthylbenzene selectivity in C 8 fraction 0.840.84 0.750.75 Селективность в отношении С9 ароматических углеводородовSelectivity for C 9 aromatic hydrocarbons 5.295.29 4.734.73

Таблица 12Table 12 Катализатор ”I”The catalyst "I" СырьеRaw materials Продукт
День 1
Product
Day 1
Продукт
День 2
Product
Day 2
Продукт
День 3
Product
Day 3
Неароматические углеводородыNon-aromatic hydrocarbons 0.090.09 0.700.70 0.700.70 0.700.70 БензолBenzene 0.020.02 18.5518.55 19.2019.20 19.4019.40 ТолуолToluene 99.7999.79 55.5055.50 55.0155.01 55.1055.10 Этилбензол (ЕВ)Ethylbenzene (EB) 0.040.04 0.190.19 0.170.17 0.170.17 п-Ксилолp-xylene 0.020.02 5.245.24 5.215.21 5.165.16 м-Ксилолm-xylene 0.040.04 11.3511.35 11.2911.29 11.1811.18 о-Ксилолo-xylene 0.000.00 4.954.95 4.934.93 4.884.88 ПропилбензолPropylbenzene 0.000.00 0.010.01 0.010.01 0.000.00 МетилэтилбензолMethyl ethylbenzene 0.010.01 0.270.27 0.240.24 0.230.23 ТриметилбензолTrimethylbenzene 0.010.01 3.013.01 3.023.02 2.962.96 А10+ A 10+ 0.000.00 0.230.23 0.220.22 0.210.21 Бензол/КсилолыBenzene / Xylenes 0.860.86 0.900.90 0.920.92 Конверсия толуолаToluene conversion 44.3744.37 44.8644.86 44.7644.76 Селективность этилбензола в С8 фракцииEthylbenzene selectivity in C 8 fraction 0.900.90 0.810.81 0.780.78 Селективность в отношении C9 ароматических углеводородовSelectivity for C 9 aromatic hydrocarbons 7.907.90 7.747.74 7.577.57

Основываясь на предшествующих данных, катализатор, не содержащий объема макропор, катализатор "Н," имел низкую конверсию толуола (24% в день 1 и 29% в день 2), когда по сравнению с конверсией толуола, достигнутой на катализаторе "I" (последовательно приблизительно 44% в каждый день), который содержит объем макропор. Дополнительно, наблюдалось, что катализатор "I" обеспечивал стабильные рабочие характеристики (то есть, нет потери активности), в то время как катализатор "Н" не обеспечивал одинаково стабильных рабочих характеристик, теряя 5% конверсии толуола через 1-2 дня. Таким образом, предшествующий пример демонстрирует, что катализатор, содержащий объем макропор, более стабилен, чем катализатор с недостатком объема макропор.Based on previous data, the macropore-free catalyst, catalyst “H,” had a low toluene conversion (24% on day 1 and 29% on day 2) when compared to the toluene conversion achieved on catalyst “I” (sequentially approximately 44% each day), which contains a volume of macropores. Additionally, it was observed that the catalyst "I" provided stable performance (that is, there was no loss of activity), while the catalyst "H" did not provide equally stable performance, losing 5% conversion of toluene after 1-2 days. Thus, the preceding example demonstrates that a catalyst containing a macropore volume is more stable than a catalyst with a lack of macropore volume.

Пример 10Example 10

Этот пример демонстрирует способность катализатора "С" (макропористый катализатор), к конверсии сырья, содержащего толуол, бензол и некоторые легкие неароматические углеводороды, в изомеры ксилола. Три почти идентичных сырья подвергали конверсии на катализаторе. При трех запусках, условия реакции были идентичны, за исключением того, что температура реактора и WHSV были отличны.This example demonstrates the ability of catalyst “C” (a macroporous catalyst) to convert raw materials containing toluene, benzene and some light non-aromatic hydrocarbons into xylene isomers. Three almost identical feeds were converted on a catalyst. At three starts, the reaction conditions were identical, except that the temperature of the reactor and WHSV were different.

Анализы жидкого сырья (Сырье, % вес.), полученного продукта (Продукт, % вес.) и конверсии представлены в Таблице 13, приведенной ниже.Analyzes of liquid raw materials (Raw materials,% wt.), The obtained product (Product,% wt.) And conversion are presented in Table 13 below.

Таблица 13Table 13 Катализатор ”С”The catalyst "C" СырьеRaw materials ПродуктProduct СырьеRaw materials ПродуктProduct СырьеRaw materials ПродуктProduct WHSVWhsv 0.50.5 2.02.0 3.03.0 Неароматические углеводородыNon-aromatic hydrocarbons 3.053.05 3.583.58 3.613.61 6.046.04 3.053.05 3.843.84 БензолBenzene 7.597.59 21.7121.71 5.915.91 20.7220.72 7.647.64 19.8619.86 ТолуолToluene 82.8982.89 49.3849.38 79.7679.76 45.4345.43 82.8582.85 55.0909/09 ЭтилбензолEthylbenzene 1.001.00 0.840.84 2.072.07 0.680.68 1.001.00 0.520.52 п-Ксилолp-xylene 1.771.77 4.904.90 2.882.88 5.325.32 1.771.77 4.304.30 м-Ксилолm-xylene 3.293.29 10.7810.78 5.265.26 11.6811.68 3.283.28 9.359.35 о-Ксилолo-xylene 0.420.42 4.484.48 0.520.52 5.025.02 0.410.41 4.084.08 ПропилбензолPropylbenzene 0.000.00 0.020.02 0.000.00 0.010.01 0.000.00 0.010.01 МетилэтилбензолMethyl ethylbenzene 0.000.00 0.960.96 0.000.00 0.740.74 0.000.00 0.590.59 ТриметилбензолTrimethylbenzene 0.000.00 2.942.94 0.000.00 3.803.80 0.000.00 2.142.14 А10+ A 10+ 0.000.00 0.420.42 0.000.00 0.560.56 0.000.00 0.220.22 Давление в реакторе (psig)Reactor Pressure (psig) 200200 200200 200200 Температура в реакторе (°F)Reactor Temperature (° F) 750750 720720 750750 Бензол/КсилолыBenzene / Xylenes 0.960.96 1.111.11 1.001.00 Конверсия толуолаToluene conversion 40.4340.43 43.0443.04 33.5033.50 Селективность этилбензола в С8 фракции Ethylbenzene selectivity in C 8 fraction 3.983.98 3.003.00 2.842.84 Селективность по отношению к С9 ароматическим углеводородамSelectivity for C 9 aromatic hydrocarbons 10.7310.73 11.8811.88 8.848.84

Когда WHSV составила 0.5, чистый бензол, полученный в продукте конверсии, составил 14.12, тогда как конечные изомеры ксилола, полученные в продукте конверсии, составили 14.68. Соответственно, соотношение чистого бензола к чистым изомерам ксилола (Бензол/Ксилолы), полученным конверсией этого толуольного сырья, составляет 0.96 (то есть, 0.96=(14.12÷14.68)). Это соотношение приведено в предшествующей таблице, как Бензол/Ксилолы. Данные в предшествующей таблице также показывают, что когда температура и давление остаются постоянными (750°F и 200 psig) и WHSV увеличено (от 0.5 до 3.0), то конверсия толуола, селективность этилбензола во фракции С8 и селективность по отношению к ароматическим углеводородам С9 уменьшаются. Уменьшение конверсии толуола при увеличении WHSV представляет собой ожидаемую реакцию, потому что, поскольку больше сырья пропущено через катализатор за определенное время, больше нагрузки возложено на катализатор, приводящее к меньшей конверсии. Как правило, конверсия толуола будет зависеть от температуры, давления и WHSV, WHSV представляет собой комбинацию количества катализатора и скорости сырья.When WHSV was 0.5, the pure benzene obtained in the conversion product was 14.12, while the final xylene isomers obtained in the conversion product were 14.68. Accordingly, the ratio of pure benzene to pure xylene isomers (Benzene / Xylenes) obtained by the conversion of this toluene feedstock is 0.96 (i.e., 0.96 = (14.12 ÷ 14.68)). This ratio is given in the preceding table as Benzene / Xylenes. The data in the preceding table also shows that when temperature and pressure remain constant (750 ° F and 200 psig) and WHSV is increased (from 0.5 to 3.0), then toluene conversion, selectivity of ethylbenzene in fraction C 8 and selectivity to aromatic hydrocarbons C 9 are decreasing. The decrease in toluene conversion with an increase in WHSV is the expected reaction because, since more feed is passed through the catalyst in a certain amount of time, more load is placed on the catalyst, resulting in less conversion. Typically, toluene conversion will depend on temperature, pressure and WHSV, WHSV is a combination of the amount of catalyst and feed rate.

Этот пример также демонстрирует, что указанный катализатор способен к конверсии сырья, получению увеличения чистоты изомеров ксилола и обеспечению уменьшения чистого этилбензола. Не желая останавливаться на какой-либо конкретной теории, полагают, что этильная группа на этилбензоле удаляется с помощью катализатора и последующего насыщения с помощью компонента гидрирования катализатора (молибден в этом катализаторе), чтобы получить этан, который является нереактивным. Отсутствие компонента гидрирования, вероятно, оставило бы реактивную этильную группу в смеси продукта, которая могла бы нежелательно вступить в реакцию с желательным компонентом в смеси.This example also demonstrates that said catalyst is capable of converting raw materials, obtaining an increase in the purity of xylene isomers, and providing a decrease in pure ethylbenzene. Not wishing to dwell on any particular theory, it is believed that the ethyl group on ethylbenzene is removed using a catalyst and then saturated with a catalyst hydrogenation component (molybdenum in this catalyst) to obtain ethane, which is non-reactive. The absence of a hydrogenation component would likely leave a reactive ethyl group in the product mixture that could undesirably react with the desired component in the mixture.

Как правило, специалист, квалифицированный в данной технологии, не делал бы попытку (или ожидал бы) конвертировать неароматические углеводороды (например, парафины) с традиционным катализатором, потому что такое сырье будет очень вредно для катализатора. Конкретно, неароматические углеводороды вступают в реакцию, в присутствии традиционного катализатора, приводящую к продуктам, которые будут быстро дезактивировать катализатор и изменят селективность катализатора. Вместо этого квалифицированный специалист направил бы такое сырье на дорогостоящие операции извлечения неароматических углеводородов из сырья перед попыткой конверсии сырья.As a rule, a specialist skilled in this technology would not attempt (or expect) to convert non-aromatic hydrocarbons (e.g. paraffins) with a traditional catalyst, because such a feed would be very harmful to the catalyst. Specifically, non-aromatic hydrocarbons react in the presence of a conventional catalyst, resulting in products that will rapidly deactivate the catalyst and alter the selectivity of the catalyst. Instead, a qualified person would direct such raw materials to expensive operations to extract non-aromatic hydrocarbons from the raw materials before attempting to convert the raw materials.

Предшествующий пример демонстрирует, что раскрытый макропористый катализатор может использоваться для конверсии сырья, содержащего, по крайней мере, приблизительно 3% веса неароматических углеводородов, не страдая от недостатков, присущих традиционным катализаторам. Кроме того, способность к конверсии такого сырья устраняет необходимость извлечения неароматических углеводородов перед конверсией, которая дает значительные сбережения в эксплуатационных расходах.The preceding example demonstrates that the disclosed macroporous catalyst can be used to convert feeds containing at least about 3% by weight of non-aromatic hydrocarbons without suffering from the disadvantages inherent in conventional catalysts. In addition, the ability to convert such raw materials eliminates the need for extraction of non-aromatic hydrocarbons before the conversion, which gives significant savings in operating costs.

Было также обнаружено, что бензол, полученный конверсией с этим импрегнированным молибденом макропористым катализатором, имеет чистоту, приемлемую для перерабатывающей промышленности (то есть, фактически насыщены меньше, чем 0.1% бензола). Это является неожиданной выгодой. Хотя такая чистота могла бы быть получена при использовании неметаллического импрегнированного катализатора, сырье представляет собой толуол, не должно содержать неароматические углеводороды. Если бы неароматические углеводороды присутствовали, то квалифицированный специалист импрегнировал бы катализатор платиной или никелем. Таким образом, бензол в продукте конверсии был бы недопустимым для перерабатывающей промышленности, которая требует чистоты по бензолу по крайней мере 99.9%.It was also found that benzene obtained by the conversion of this macroporous catalyst with this impregnated molybdenum has a purity acceptable for the processing industry (i.e., less than 0.1% of benzene is actually saturated). This is an unexpected benefit. Although such purity could be obtained using a non-metallic impregnated catalyst, the feed is toluene and should not contain non-aromatic hydrocarbons. If non-aromatic hydrocarbons were present, then a qualified specialist would impregnate the catalyst with platinum or nickel. Thus, benzene in the conversion product would be unacceptable for the processing industry, which requires a benzene purity of at least 99.9%.

Пример 11Example 11

Этот пример демонстрирует способность катализатора "G" (макропористый катализатор) к конверии сырья, содержащего толуол, бензол и некоторые легкие неароматические углеводороды в изомеры ксилола. Анализы жидкого сырья (Сырье, % вес.), полученного продукта (Продукт, % вес.) и конверсия представлены в Таблице 14, приведенной ниже.This example demonstrates the ability of the catalyst “G” (macroporous catalyst) to convert raw materials containing toluene, benzene and some light non-aromatic hydrocarbons into xylene isomers. Analyzes of liquid raw materials (Raw materials,% wt.), The obtained product (Product,% wt.) And conversion are presented in Table 14 below.

Таблица 14Table 14 Катализатор ”G”The catalyst "G" СырьеRaw materials ПродуктProduct WHSVWhsv 5.95.9 Неароматические углеводородыNon-aromatic hydrocarbons 3.763.76 4.884.88 БензолBenzene 5.405.40 18.7718.77 ТолуолToluene 79.5279.52 50.3250.32 ЭтилбензолEthylbenzene 2.192.19 0.610.61 п-Ксилолp-xylene 3.033.03 5.155.15 м-Ксилолm-xylene 5.525.52 11.1811.18 о-Ксилолo-xylene 0.550.55 4.954.95 ПропилбензолPropylbenzene 0.000.00 0.010.01 МетилэтилбензолMethyl ethylbenzene 0.000.00 0.660.66 ТриметилбензолTrimethylbenzene 0.010.01 3.143.14 А10+ A 10+ 0.020.02 0.330.33 Давление в реакторе (psig)Reactor Pressure (psig) 200200 Температура в реакторе (°F)Reactor Temperature (° F) 780780 Бензол/КсилолыBenzene / Xylenes 1.101.10 Конверсия толуолаToluene conversion 36.7336.73 Селективность этилбензола в С8 фракцииEthylbenzene selectivity in C 8 fraction 2.792.79 Селективность в отношении C9 ароматических углеводородовSelectivity for C 9 aromatic hydrocarbons 11.2111.21

Примеры 2-8, приведенные выше, продемонстрировали, что макропористый катализатор, импрегнированный молибденом, может использоваться для конверсии толуола нитрационной марки, в то время как Пример 10 и данный пример демонстрируют способность такого катализатора к конверсии сырья - толуола, содержащего ранее нежелательные неароматические углеводороды. Гибкость процесса, обеспеченная катализатором, и этот метод - большое преимущество для инженера, поскольку устраняется необходимость проведения модификаций процесса, которые зависят от точной композиции сырья подачи - толуола, и позволяют получить изомеры ксилола, так же как используемый бензол.Examples 2-8 above showed that a macroporous catalyst impregnated with molybdenum can be used to convert nitration grade toluene, while Example 10 and this example demonstrate the ability of such a catalyst to convert toluene containing previously undesirable non-aromatic hydrocarbons. The flexibility of the process provided by the catalyst, and this method is a great advantage for the engineer, as it eliminates the need for process modifications that depend on the exact composition of the feed feed, toluene, and make it possible to obtain xylene isomers, as well as benzene used.

Пример 12Example 12

Этот пример демонстрирует способность катализатора "С" (макропористый катализатор) к конверсии сырья, содержащего С9+ ароматические углеводороды, в изомеры ксилола. Анализы жидкого сырья (Сырье, % вес.), полученного продукта (Продукт, % вес.) и конверсия представлены в Таблице 15, приведенной ниже.This example demonstrates the ability of catalyst "C" (macroporous catalyst) to convert a feed containing C 9+ aromatic hydrocarbons into xylene isomers. Analyzes of liquid raw materials (Raw materials,% wt.), The obtained product (Product,% wt.) And conversion are presented in Table 15 below.

Таблица 15Table 15 Катализатор ”С”The catalyst "C" СырьеRaw materials ПродуктProduct WHSVWhsv 1.01.0 Неароматические углеводородыNon-aromatic hydrocarbons 0.850.85 20.5920.59 БензолBenzene 0.090.09 4.454.45 ТолуолToluene 0.240.24 16.1716.17 ЭтилбензолEthylbenzene 0.000.00 5.955.95 п-Ксилолp-xylene 0.010.01 4.984.98 м-Ксилолm-xylene 0.020.02 10.9710.97 о-Ксилолo-xylene 0.500.50 4.654.65 ПропилбензолPropylbenzene 0.170.17 0.000.00 МетилэтилбензолMethyl ethylbenzene 17.1617.16 10.6410.64 ТриметилбензолTrimethylbenzene 18.2418.24 9.759.75 А10+ A 10+ 62.7362.73 11.8311.83 Давление в реакторе (psig)Reactor Pressure (psig) 200200 Температура в реакторе (°F)Reactor Temperature (° F) 680680 Бензол/КсилолыBenzene / Xylenes 0.220.22 Выход толуолаToluene yield 15.9415.94 Селективность этилбензола в С8 фракцииEthylbenzene selectivity in C 8 fraction 22.4022.40 Конверсия С8+ ароматических углеродовConversion With 8+ Aromatic Carbons 67.2067.20

Этот пример демонстрирует, что с помощью способа можно конвертировать сырье, содержащее С9+ ароматические углеводороды. Ранее, специалист, квалифицированный в данной технологии, не делал бы попытку (или ожидал бы) конвертировать сырье на традиционном катализаторе, потому что С10+ ароматические углеводороды быстро дезактивируют катализатор. Таким образом, квалифицированный специалист фракционировал бы сырье, чтобы удалить С10+ ароматические углеводороды перед попыткой конверсии на традиционном катализаторе. Этот пример, однако, демонстрирует, что макропористый катализатор, импрегнированный компонентом гидрирования, может использоваться для конверсии сырья, содержащего С9+ ароматические углеводороды, таким образом, полезно устраняя стадию фракционирования.This example demonstrates that using the method it is possible to convert raw materials containing C 9+ aromatic hydrocarbons. Previously, a specialist qualified in this technology would not have made an attempt (or would have expected) to convert raw materials on a traditional catalyst, because C 10+ aromatic hydrocarbons quickly deactivate the catalyst. Thus, a qualified person would fractionate the feed to remove C 10+ aromatic hydrocarbons before attempting conversion on a conventional catalyst. This example, however, demonstrates that a macroporous catalyst impregnated with a hydrogenation component can be used to convert a feed containing C 9+ aromatic hydrocarbons, thus useful in eliminating the fractionation step.

Это важно, потому что С10+ ароматические углеводороды часто присутствуют в продукте конверсии. См., например, Примеры 1-11, приведенные выше. Как отмечено выше, такой продукт не может быть подвергнут дальнейшей конверсии на традиционном катализаторе из-за эффекта дезактивации катализатора С10+ ароматическими углеводородами. Однако, потому что такая дезактивация не является проблемой катализатора, раскрытого в настоящей заявке, и потому что такие С10+ ароматические углеводороды могут быть конвертированы на катализаторе, сырье, содержащее С10+ароматические углеводороды, может быть рециркулировано со свежим сырьем без потребности фракционирования рецикла для удаления таких С10+ ароматических углеводородов.This is important because C 10+ aromatic hydrocarbons are often present in the conversion product. See, for example, Examples 1-11 above. As noted above, such a product cannot be further converted on a conventional catalyst due to the deactivation effect of the C 10+ catalyst with aromatic hydrocarbons. However, because such deactivation is not a problem for the catalyst disclosed in this application, and because such C 10+ aromatic hydrocarbons can be converted on the catalyst, raw materials containing C 10+ aromatic hydrocarbons can be recycled with fresh raw materials without the need for recycling fractionation. to remove such C 10+ aromatic hydrocarbons.

Пример 13Example 13

Этот пример демонстрирует способность катализатора ”G” (макропористый катализатор) к конверсии сырья, содержащего С9+ ароматические углеводороды, в изомеры ксилола. Пять почти идентичных видов сырья были конвертированы на катализаторе. При пяти запусках условия реакции были идентичны, за исключением того, что температура реактора была изменена при каждом запуске. Анализы жидкого сырья (Сырье, % вес.), полученного продукта (Продукт, % вес.) и конверсия представлены в Таблице 16, приведенной ниже.This example demonstrates the ability of the catalyst “G” (macroporous catalyst) to convert raw materials containing C 9+ aromatic hydrocarbons into xylene isomers. Five almost identical types of raw materials were converted on the catalyst. At five starts, the reaction conditions were identical, except that the temperature of the reactor was changed at each start. Analyzes of liquid raw materials (Raw materials,% wt.), The obtained product (Product,% wt.) And conversion are presented in Table 16 below.

Figure 00000005
Figure 00000005

Пример 14Example 14

Этот пример демонстрирует способность катализатора ”D” (макропористый катализатор) к конверсии сырья, содержащего С9+ ароматические углеводороды (и преимущественно ароматические углеводороды С9), в изомеры ксилола. Анализы жидкого сырья (Сырье, % вес.), полученного продукта (Продукт, % вес.) и конверсия представлены в Таблице 17, приведенной ниже.This example demonstrates the ability of the “D” catalyst (macroporous catalyst) to convert a feed containing C 9+ aromatic hydrocarbons (and mainly C 9 aromatic hydrocarbons) to xylene isomers. Analyzes of liquid raw materials (Raw materials,% wt.), The obtained product (Product,% wt.) And conversion are presented in Table 17 below.

Таблица 17Table 17 Катализатор ”D”The catalyst "D" СырьеRaw materials ПродуктProduct WHSVWhsv 2.02.0 Неароматические углеводородыNon-aromatic hydrocarbons 0.200.20 12.2112.21 БензолBenzene 0.120.12 4.744.74 ТолуолToluene 0.070.07 23.0606/23 ЭтилбензолEthylbenzene 0.000.00 0.620.62 п-Ксилолp-xylene 0.010.01 8.458.45 м-Ксилолm-xylene 0.020.02 18.4818.48 о-Ксилолo-xylene 0.100.10 8.118.11 Пропилбензол Propylbenzene 6.676.67 0.000.00 МетилэтилбензолMethyl ethylbenzene 49.6649.66 1.461.46 Триметилбензол Trimethylbenzene 42.2842.28 19.0505/19 А10+ A 10+ 0.880.88 3.833.83 Давление в реакторе (psig)Reactor Pressure (psig) 200200 Температура в реакторе (°F)Reactor Temperature (° F) 750750 Бензол/КсилолыBenzene / Xylenes 0.130.13 Выход толуолаToluene yield 22.9922.99 Селективность этилбензола в С8 фракцииEthylbenzene selectivity in C 8 fraction 1.751.75 Конверсия C9+ ароматических углеводородовConversion of C 9+ Aromatic Hydrocarbons 75.5475.54

Пример 15Example 15

Этот пример демонстрирует способность катализатора "С" (макропористый катализатор) к конверсии сырья, содержащего С9+ ароматические углеводороды (и преимущественно ароматические углеводороды С9), в изомеры ксилола. Шесть почти идентичных видов сырья были конвертированы на катализаторе. При шести запусках условия реакции были идентичны, за исключением того, что температура реактора была изменена при каждом запуске. Анализы жидкого сырья (Сырье, % вес.), полученного продукта (Продукт, % вес.) и конверсия представлены в Таблице 18, приведенной ниже.This example demonstrates the ability of catalyst "C" (macroporous catalyst) to convert a feed containing C 9+ aromatic hydrocarbons (and mainly C 9 aromatic hydrocarbons) to xylene isomers. Six almost identical types of raw materials were converted on a catalyst. At six starts, the reaction conditions were identical, except that the temperature of the reactor was changed at each start. Analyzes of liquid raw materials (Raw materials,% wt.), The obtained product (Product,% wt.) And conversion are presented in Table 18 below.

Когда полученные изомеры ксилола подвергаются дальнейшей переработке углеводородов после операции конверсии для получения пара-ксилола, этилбензол, присутствующий во фракции ароматических углеводородов С8, должен быть конвертирован в бензол путем деалкилирования (деэтилирования). Такое отщепление этильных групп требует прохождения фракции через другой катализатор для удаления этильной группы из этилбензола. Это отщепление этильных групп может разложить часть изомеров ксилола, присутствующих во фракции ароматических углеводородов С8, в конечном счете приводя к потерям выхода изомеров ксилола. Основываясь на данных, приведенных ниже, низкая селективность этилбензола во фракции ароматических углеводородов C8 достижима продемонстрированным способом. Такое низкое содержание этилбензола желательно, потому что это снижает затраты в процессах дальнейшей переработки углеводородов и улучшает выход выделения ксилола в нефтехимических процессах получения пара-ксилола.When the obtained xylene isomers undergo further hydrocarbon processing after the conversion operation to produce para-xylene, the ethylbenzene present in the C 8 aromatic hydrocarbon fraction must be converted to benzene by dealkylation (deethylation). Such elimination of ethyl groups requires the passage of a fraction through another catalyst to remove the ethyl group from ethylbenzene. This elimination of ethyl groups can decompose a portion of the xylene isomers present in the C 8 aromatic hydrocarbon fraction, ultimately resulting in a loss in yield of xylene isomers. Based on the data below, the low selectivity of ethylbenzene in the C 8 aromatic hydrocarbon fraction is achievable by the demonstrated method. Such a low ethylbenzene content is desirable because it reduces the cost of further hydrocarbon processing and improves the yield of xylene in petrochemical processes for producing para-xylene.

Figure 00000006
Figure 00000006

Основываясь на предшествующих данных, при постоянном давлении и WHSV выход толуола и конверсия С9+ ароматических углеводородов увеличиваются при повышении температуры. Аналогично при постоянном давлении и WHSV селективность этилбензола во фракции ароматических углеводородов С8 уменьшается при повышении температуры.Based on previous data, at constant pressure and WHSV, the toluene yield and the conversion of C 9+ aromatic hydrocarbons increase with increasing temperature. Similarly, at constant pressure and WHSV, the selectivity of ethylbenzene in the C 8 aromatic hydrocarbon fraction decreases with increasing temperature.

Пример 16Example 16

Этот пример демонстрирует способность катализатора "D" (макропористый катализатор) к конверсии сырья, содержащего ароматические углеводороды С9 и толуола, в изомеры ксилола. Анализы жидкого сырья (Сырье, % вес.), полученного продукта (Продукт, % вес.) и конверсия представлены в Таблице 19, приведенной ниже.This example demonstrates the ability of catalyst "D" (macroporous catalyst) to convert a feed containing C 9 aromatic hydrocarbons and toluene into xylene isomers. Analyzes of liquid feed (Raw materials,% wt.), The obtained product (Product,% wt.) And conversion are presented in Table 19 below.

Таблица 19Table 19 Катализатор ”D”The catalyst "D" СырьеRaw materials ПродуктProduct WHSVWhsv 1.01.0 Неароматические углеводородыNon-aromatic hydrocarbons 0.190.19 6.536.53 БензолBenzene 0.010.01 9.509.50 ТолуолToluene 49.2949.29 36.5536.55 ЭтилбензолEthylbenzene 0.020.02 2.092.09 п-Ксилолp-xylene 0.020.02 7.037.03 м-Ксилолm-xylene 0.040.04 15.3615.36 о-Ксилолo-xylene 0.060.06 6.786.78 ПропилбензолPropylbenzene 3.333.33 0.000.00 МетилэтилбензолMethyl ethylbenzene 25.0404/25 3.783.78 ТриметилбензолTrimethylbenzene 21.5021.50 10.0310.03 А10+ A 10+ 0.500.50 2.342.34 Давление в реакторе (psig)Reactor Pressure (psig) 200200 Температура в реакторе (°F)Reactor Temperature (° F) 680680 Бензол/КсилолыBenzene / Xylenes 0.330.33 Конверсия толуолаToluene conversion 25.8525.85 Селективность этилбензола в С8 фракцииEthylbenzene selectivity in C 8 fraction 6.696.69 Конверсия С9+ ароматических углеводородовConversion With 9+ Aromatic Hydrocarbons 67.9267.92

Этот пример также демонстрирует получение С9+ ароматических углеводородов, которые в соответствии с предшествующими примерами (например, Примеры 12 и 13) могут быть рециркулированы обратно в сырье для дальнейшей конверсии на том же самом типе катализатора. Этот пример дополнительно демонстрирует гибкость процесса, способного проводить различные операции с сырьем, используя одну и ту же общую конфигурацию процесса, удаляя продукты конкретной конверсии, которые желательны.This example also demonstrates the preparation of C 9+ aromatic hydrocarbons, which in accordance with the preceding examples (for example, Examples 12 and 13) can be recycled back to the feed for further conversion on the same type of catalyst. This example further demonstrates the flexibility of a process capable of performing various operations with raw materials using the same overall process configuration, removing products of a particular conversion that are desired.

Пример 17Example 17

Этот пример демонстрирует способность катализатора "G" к конверсии сырья, содержащего С9+ ароматические углеводороды, бензол и толуол, в изомеры ксилола. Пять почти идентичных видов сырья были подвергнуты конверсии на катализаторе. Такое сырье является представителем сырья, содержащего рецикл, и, как объяснено выше, преимущества способа с использованием макропористого катализатора, импрегнированного компонентом гидрирования, включает его способность к конверсии такого сырья, не требуя усложненных и дорогостоящих операций очистки продукта предыдущего процесса переработки нефти и последующего процесса переработки углеводородов.This example demonstrates the ability of catalyst "G" to convert a feed containing C 9+ aromatic hydrocarbons, benzene and toluene into xylene isomers. Five almost identical types of feed were converted on the catalyst. Such a feed is representative of a feed containing recycling, and, as explained above, the advantages of the method using a macroporous catalyst impregnated with a hydrogenation component include its ability to convert such feed, without requiring complicated and costly purification of the product from the previous oil refining process and subsequent processing hydrocarbons.

При пяти запусках условия реакции были идентичны, за исключением того, что температура реактора была изменена при каждом запуске. Анализы жидкого сырья (Сырье, % вес.), полученного продукта (Продукт, % вес.) и конверсия представлены в Таблице 20, приведенной ниже.At five starts, the reaction conditions were identical, except that the temperature of the reactor was changed at each start. Analyzes of liquid feed (Raw materials,% wt.), The obtained product (Product,% wt.) And conversion are presented in Table 20 below.

Таблица 20Table 20 Катализатор «G»The catalyst "G" СырьеRaw materials Про
дукт
About
duct
СырьеRaw materials Про
дукт
About
duct
СырыCheeses Про
дукт
About
duct
СырьеRaw materials Про
дукт
About
duct
СырьеRaw materials Про
дукт
About
duct
WHSVWhsv 1.31.3 1.31.3 1.31.3 1.31.3 1.31.3 Неароматические углеводородыNon-aromatic hydrocarbons 2.142.14 10.7210.72 2.172.17 13.1513.15 2.142.14 14.9714.97 2.152.15 16.6116.61 2.582.58 17.3517.35 БензолBenzene 4.454.45 14.4014.40 4.374.37 15.8015.80 4.334.33 16.6016.60 4.224.22 17.1617.16 4.324.32 16.8816.88 ТолуолToluene 49.0749.07 35.9635.96 48.8548.85 36.4436.44 48.9348.93 36.0736.07 48.6148.61 35.8435.84 50.7550.75 35.5235.52 ЭтилбензолEthylbenzene 0.590.59 3.893.89 0.590.59 2.052.05 0.590.59 0.990.99 0.590.59 0.450.45 0.620.62 0.280.28 п-Ксилолp-xylene 1.041.04 5.605.60 1.051.05 5.735.73 1.051.05 5.745.74 1.051.05 5.625.62 1.101.10 5.635.63 м-Ксилолm-xylene 1.941.94 12.3112.31 1.941.94 12.5912.59 1.951.95 12.5912.59 1.951.95 12.3112.31 2.042.04 12.3012.30 о-Ксилолo-xylene 0.450.45 5.265.26 0.450.45 5.435.43 0.450.45 5.525.52 0.450.45 5.445.44 0.470.47 5.495.49 ПропилбензолPropylbenzene 0.090.09 0.000.00 0.090.09 0.010.01 0.090.09 0.010.01 0.090.09 0.010.01 0.090.09 0.010.01 МетилэтилбензолMethyl ethylbenzene 7.197.19 4.504.50 7.237.23 2.192.19 7.227.22 1.041.04 7.277.27 0.470.47 7.597.59 0.300.30 ТриметилбензолTrimethylbenzene 7.577.57 5.435.43 7.617.61 5.525.52 7.627.62 5.695.69 7.667.66 5.525.52 8.158.15 5.585.58 А10+ A 10+ 25.4725.47 1.931.93 25.6725.67 1.091.09 25.6325.63 0.760.76 25.9725.97 0.570.57 22.2922.29 0.650.65 Давление в реакторе (psig) 200Pressure in the reactor (psig) 200 200200 200200 200200 200200 Температура в реакторе (°F) 700Reactor Temperature (° F) 700 725725 750750 775775 800800 Бензол/Ксилолы 0.50Benzene / Xylenes 0.50 0.560.56 0.600.60 0.650.65 0.630.63 Конверсия толуола 26.72Toluene Conversion 26.72 25.4025.40 26.2826.28 26.2726.27 30.0030.00 Селективность этилбензола в С8 фракции 14.36Ethylbenzene selectivity in C 8 fraction 14.36 7.967.96 3.983.98 1.891.89 1.181.18 Конверсия С9+ ароматических углеводородов 70.59The conversion of C 9+ aromatic hydrocarbons 70.59 78.3078.30 81.5181.51 83.9683.96 82.8582.85

Основываясь на предшествующих данных, при постоянном давлении и WHSV, конверсия С9+ ароматических углеводородов увеличивается так же, как увеличивается температура. Точно так же при постоянном давлении и WHSV селективность этилбензола во фракции ароматических углеводородов С8 уменьшается так же, как увеличивается температура. Конверсия толуола, однако, значительно не изменяется в ответ на температурные изменения, когда давление и WHSV остаются постоянными.Based on the previous data, at constant pressure and WHSV, the conversion of C 9+ aromatic hydrocarbons increases in the same way as the temperature increases. Similarly, at constant pressure and WHSV, the selectivity of ethylbenzene in the C 8 aromatic hydrocarbon fraction decreases as the temperature increases. Toluene conversion, however, does not change significantly in response to temperature changes when the pressure and WHSV remain constant.

Claims (8)

1. Способ получения изомеров ксилола, включающий контактирование сырья, содержащего ароматические углеводороды С9, на несульфидированном катализаторе, имеющем объем макропор от приблизительно 0,02 до приблизительно 0,5 см3/г, при этом катализатор включает носитель, импрегнированный компонентом гидрирования, представляющим собой металл VIB группы или его оксид, носитель включает макропористое связующее с размерами пор более 500 Å и крупнопористое сито с размерами пор по крайней мере 6 Å, при среднечасовой скорости подачи сырья от 0,1 до 30, давлении от 0,17 до 6,9 МПа и более, температуре от 200 до 800°С.1. A method of producing xylene isomers, comprising contacting a feed containing C 9 aromatic hydrocarbons on a non-sulfidated catalyst having a macropore volume of from about 0.02 to about 0.5 cm 3 / g, the catalyst comprising a carrier impregnated with a hydrogenation component representing is a group VIB metal or its oxide, the carrier comprises a macroporous binder with pore sizes of more than 500 Å and a large-pore sieve with pore sizes of at least 6 Å, at an hourly average feed rate of 0.1 to 30, pressure apart from 0.17 to 6.9 MPa or more, a temperature of 200 to 800 ° C. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сито выбрано из группы, состоящей из крупнопористых цеолитов, крупнопористых алюмофосфатов, крупнопористых кремнийалюмофосфатов и их смесей.2. The method according to claim 1, characterized in that the sieve is selected from the group consisting of large-pore zeolites, large-pore aluminophosphates, large-pore silicoaluminophosphates and mixtures thereof. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что крупнопористый цеолит выбран из группы, состоящей из морденита, бета-цеолита, Y-цеолита и их смесей.3. The method according to claim 2, characterized in that the large-pore zeolite is selected from the group consisting of mordenite, beta zeolite, Y-zeolite and mixtures thereof. 4. Способ получения изомеров ксилола, включающий контактирование сырья, содержащего ароматические углеводороды С6-C8, на несульфидированном катализаторе, имеющем объем макропор от приблизительно 0,02 до приблизительно 0,5 см3/г, при этом катализатор включает носитель, импрегнированный компонентом гидрирования, представляющим собой металл VIB группы или его оксид, носитель включает макропористое связующее с размерами пор более 500 Å и сито, выбранное из группы, состоящей из сита с размером пор от 4 до 6 Å, сита с размером пор по крайней мере 6 Å и их смесей, при среднечасовой скорости подачи сырья от 0,1 до 30, давлении от 0,17 до 6,9 МПа и более, температуре от 200 до 800°С.4. A method of producing xylene isomers, comprising contacting a feed containing C 6 -C 8 aromatic hydrocarbons on a non-sulfidated catalyst having a macropore volume of from about 0.02 to about 0.5 cm 3 / g, the catalyst comprising a carrier impregnated with a component the hydrogenation, which is a metal of group VIB or its oxide, the carrier includes a macroporous binder with pore sizes of more than 500 Å and a sieve selected from the group consisting of sieves with pores from 4 to 6 Å, sieves with pores of at least 6 Å and mixtures thereof, at an hourly average feed rate of 0.1 to 30, a pressure of 0.17 to 6.9 MPa or more, and a temperature of 200 to 800 ° C. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что сито с размером пор от 4 до 6 Å выбрано из группы, состоящей из цеолитов, алюмофосфатов, кремнийалюмофосфатов и их смесей.5. The method according to claim 4, characterized in that the sieve with a pore size of 4 to 6 Å is selected from the group consisting of zeolites, aluminophosphates, silicoaluminophosphates and mixtures thereof. 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что цеолит с размером пор от 4 до 6 Å выбран из группы, состоящей из алюмофосфата-одиннадцать (AEL), Эдинбургский Университет-один (EUO), ферриерита (FER), Мобил-одиннадцать (MEL), Мобил-пятьдесят семь(МР8), Мобил-пять (MFI), Мобил-двадцать три(МТТ), новый-восемьдесят семь (NES), тэта-один (TON) и их смесей.6. The method according to claim 5, characterized in that the zeolite with a pore size of 4 to 6 Å is selected from the group consisting of aluminophosphate-eleven (AEL), Edinburgh University-one (EUO), ferrierite (FER), Mobile-eleven (MEL), Mobile-fifty-seven (MP8), Mobile-five (MFI), Mobile-twenty-three (MTT), new-eighty-seven (NES), theta-one (TON) and mixtures thereof. 7. Способ по п.4, отличающийся тем, что макропористое связующее выбрано из группы, состоящей из оксида алюминия, фосфатов алюминия, глин, оксида кремния-алюминия, оксида кремния, силикатов, диоксида титана, диоксида циркония и их смесей.7. The method according to claim 4, characterized in that the macroporous binder is selected from the group consisting of alumina, aluminum phosphates, clays, silica-alumina, silica, silicates, titanium dioxide, zirconia and mixtures thereof. 8. Способ по п.4, дополнительно включающий отделение, по крайней мере, части изомеров ксилола от продукта и рециркуляцию обратно к сырью части продукта, обедненного изомерами ксилола. 8. The method according to claim 4, further comprising separating at least a portion of the xylene isomers from the product and recycling back to the raw portion of the product depleted in xylene isomers.
RU2008112009/04A 2005-08-30 2006-08-16 Method of producing xylene isomers (versions) RU2484078C2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/215,272 US20070049780A1 (en) 2005-08-30 2005-08-30 Methods of making xylene isomers
US11/215,272 2005-08-30
PCT/US2006/031959 WO2007027435A2 (en) 2005-08-30 2006-08-16 Methods of making xylene isomers

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008112009A RU2008112009A (en) 2009-10-10
RU2484078C2 true RU2484078C2 (en) 2013-06-10

Family

ID=37695914

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008112009/04A RU2484078C2 (en) 2005-08-30 2006-08-16 Method of producing xylene isomers (versions)

Country Status (11)

Country Link
US (2) US20070049780A1 (en)
EP (1) EP1928808A2 (en)
JP (1) JP5139983B2 (en)
KR (1) KR101314711B1 (en)
CN (1) CN101253137B (en)
AU (1) AU2006285236A1 (en)
BR (1) BRPI0615139A2 (en)
CA (1) CA2620078C (en)
RU (1) RU2484078C2 (en)
TW (1) TWI413683B (en)
WO (1) WO2007027435A2 (en)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070060469A1 (en) * 2005-09-14 2007-03-15 Bogdan Paula L Process for the isomerization of xylenes and catalyst therefor
US7381677B1 (en) * 2005-09-14 2008-06-03 Uop Llc Ethylbenzene conversion and xylene isomerization processes and catalysts therefor
WO2010021017A1 (en) * 2008-08-18 2010-02-25 三菱電機株式会社 Diagnostic method for oil-filled electric equipment, diagnostic device for implementing diagnostic method, and oil-filled electric equipment with built-in diagnostic device
US20140100403A1 (en) * 2012-10-05 2014-04-10 Uop Llc Low pressure transalkylation process
US8618343B1 (en) * 2012-12-12 2013-12-31 Uop Llc Aromatic transalkylation using UZM-39 aluminosilicate zeolite
CN105579424B (en) * 2013-07-31 2019-03-08 环球油品公司 For separating stream to provide the method and system of the exchange feeding flow of the alkyl in aromatic compounds combined unit
JP6254881B2 (en) * 2014-03-26 2017-12-27 コスモ石油株式会社 Method for producing xylene
JP6254882B2 (en) * 2014-03-26 2017-12-27 コスモ石油株式会社 Method for producing xylene
US20150352537A1 (en) * 2014-06-06 2015-12-10 Uop Llc Crystalline porous silicoaluminophosphates and metal-substituted silicoaluminophosphates with a hierarchical pore structure comprising micropores and mesopores, methods for making the same, and methods for converting oxygenates to olefins via reactions catalyzed by the same
PL3185979T3 (en) * 2014-08-06 2019-06-28 Bp Corporation North America Inc. Heat integration in disproportionation or transalkylation processes
CN106083512B (en) * 2016-07-31 2018-10-02 宁波中金石化有限公司 A kind of device and method that benzene and dimethylbenzene are prepared by toluene and heavy aromatics
TWI856944B (en) * 2017-07-04 2024-10-01 日商三菱化學股份有限公司 Method for producing aromatic hydrocarbons
CN112295593A (en) * 2019-07-26 2021-02-02 中国石油化工股份有限公司 Alkyl aromatic hydrocarbon isomerization catalyst and its preparation and application
CN112745932B (en) * 2019-10-30 2022-07-15 中国石油化工股份有限公司 A kind of method for producing light aromatic hydrocarbons
TW202131999A (en) 2019-12-17 2021-09-01 南韓商Sk新技術股份有限公司 Catalyst for converting alkylaromatic hydrocarbon and preparation method thereof
CN115920956B (en) * 2022-12-23 2024-11-29 宁波中金石化有限公司 Toluene and heavy aromatic hydrocarbon disproportionation and transalkylation catalyst and preparation method and application thereof

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0731071A1 (en) * 1995-03-06 1996-09-11 Toray Industries, Inc. Process for producing xylene
US5804059A (en) * 1997-01-30 1998-09-08 Phillips Petroleum Company Process of preparing a C6 to C8 hydrocarbon with a steamed, acid-leached, molybdenum containing mordenite catalyst
RU2148573C1 (en) * 1995-02-10 2000-05-10 Мобил Ойл Корпорейшн Aromatic hydrocarbon conversion process
EP1106592A1 (en) * 1999-06-24 2001-06-13 China Petro-Chemical Corporation A process for the disproportion and transalkylation of toluene and c9+ heavy aromatic hydrocarbons, and its catalyst
US6359184B1 (en) * 1996-06-28 2002-03-19 Toray Industries, Inc. Process for production of xylene
RU2183611C2 (en) * 1997-06-13 2002-06-20 Мобил Ойл Корпорейшн Method of heavy aromatic hydrocarbon processing
RU2233260C2 (en) * 2000-09-13 2004-07-27 Юоп Ллк Selective isomerization of xylenes and conversion of ethylbenzene
US20050197518A1 (en) * 2004-03-04 2005-09-08 Miller Jeffrey T. Method of converting C9 aromatics-comprising mixtures to xylene isomers

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1018034A (en) * 1961-09-27 1966-01-26 British Petroleum Co Thin film alumina catalysts
US3476821A (en) * 1968-02-29 1969-11-04 Texaco Inc Disproportionation of alkyl aromatics with decationized mordenite containing a sulfided metal
US3562345A (en) * 1968-09-18 1971-02-09 Universal Oil Prod Co Crystalline aluminosilicate-alumina composition and transalkylation therewith
US3677973A (en) * 1970-03-16 1972-07-18 Universal Oil Prod Co Transalkylation of alklaromatic hydrocarbons in contact with a zeolite catalyst composition
IT1086901B (en) * 1976-10-15 1985-05-31 Inst Francais Du Petrole PREPARATION PROCEDURE FOR AN AROMATIC HYDROCARBON CONVERSION CATALYST
JPS5439024A (en) * 1977-09-01 1979-03-24 Nosonobuichi Masuriyans Gudaru Process for preparing benzene and xylene
US4172813A (en) * 1977-11-08 1979-10-30 Standard Oil Company (Indiana) Process for selectively hydrodealkylating/transalkylating heavy reformate
US4399057A (en) * 1981-06-17 1983-08-16 Standard Oil Company (Indiana) Catalyst and support, their methods of preparation, and processes employing same
US4395328A (en) * 1981-06-17 1983-07-26 Standard Oil Company (Indiana) Catalyst and support, their methods of preparation, and processes employing same
US4549957A (en) * 1981-06-17 1985-10-29 Amoco Corporation Hydrotreating catalyst and process
US5475180A (en) * 1991-03-04 1995-12-12 Shamshoum; Edwar S. Stable toluene disproportionation process
JP3849169B2 (en) * 1995-03-06 2006-11-22 東レ株式会社 Method for producing xylene
JP3605952B2 (en) * 1996-07-31 2004-12-22 東レ株式会社 Transalkylation of alkyl aromatic hydrocarbons
JPH1072380A (en) * 1996-07-15 1998-03-17 Fina Technol Inc Disproportionation of toluene
US6593503B1 (en) * 1996-08-12 2003-07-15 Phillips Petroleum Company Process for making aromatic hydrocarbons using an acid treated zeolite
US5907074A (en) * 1997-01-13 1999-05-25 Phillips Petroleum Company Catalyst composition and processes therefor and therewith
US5866741A (en) * 1997-07-23 1999-02-02 Phillips Petroleum Company Transalkylation/hydrodealkylation of a C9 + aromatic compounds with a zeolite
US5866742A (en) * 1997-08-04 1999-02-02 Phillips Petroleum Company Transalkylation/hydrodealkylation of C9 + aromatic compounds with a zeolite
JP2000167408A (en) * 1998-12-04 2000-06-20 Nippon Mitsubishi Oil Corp Conversion catalyst for aromatic hydrocarbon and converting method
US6504076B1 (en) * 2001-05-18 2003-01-07 Fina Technology, Inc. Method of conversion of heavy aromatics
CN1164541C (en) * 2001-10-22 2004-09-01 中国石油化工股份有限公司 Selective disproportionation of toluene and disproportionation and transalkylation of toluene with carbon nine and above aromatics
AU2003211667A1 (en) * 2002-03-13 2003-09-22 China Petroleum And Chemical Corporation The transalkylation method of benzene and c9+ aromatic hydrocarbons
US7122496B2 (en) * 2003-05-01 2006-10-17 Bp Corporation North America Inc. Para-xylene selective adsorbent compositions and methods

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2148573C1 (en) * 1995-02-10 2000-05-10 Мобил Ойл Корпорейшн Aromatic hydrocarbon conversion process
EP0731071A1 (en) * 1995-03-06 1996-09-11 Toray Industries, Inc. Process for producing xylene
US6359184B1 (en) * 1996-06-28 2002-03-19 Toray Industries, Inc. Process for production of xylene
US5804059A (en) * 1997-01-30 1998-09-08 Phillips Petroleum Company Process of preparing a C6 to C8 hydrocarbon with a steamed, acid-leached, molybdenum containing mordenite catalyst
RU2183611C2 (en) * 1997-06-13 2002-06-20 Мобил Ойл Корпорейшн Method of heavy aromatic hydrocarbon processing
EP1106592A1 (en) * 1999-06-24 2001-06-13 China Petro-Chemical Corporation A process for the disproportion and transalkylation of toluene and c9+ heavy aromatic hydrocarbons, and its catalyst
RU2233260C2 (en) * 2000-09-13 2004-07-27 Юоп Ллк Selective isomerization of xylenes and conversion of ethylbenzene
US20050197518A1 (en) * 2004-03-04 2005-09-08 Miller Jeffrey T. Method of converting C9 aromatics-comprising mixtures to xylene isomers

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008112009A (en) 2009-10-10
CA2620078C (en) 2013-12-17
US20070049780A1 (en) 2007-03-01
JP2009506112A (en) 2009-02-12
JP5139983B2 (en) 2013-02-06
AU2006285236A1 (en) 2007-03-08
WO2007027435A2 (en) 2007-03-08
KR20080046691A (en) 2008-05-27
CN101253137A (en) 2008-08-27
BRPI0615139A2 (en) 2013-01-01
WO2007027435A3 (en) 2007-05-24
TWI413683B (en) 2013-11-01
CN101253137B (en) 2012-11-07
EP1928808A2 (en) 2008-06-11
KR101314711B1 (en) 2013-10-07
TW200714701A (en) 2007-04-16
CA2620078A1 (en) 2007-03-08
US20130184509A1 (en) 2013-07-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2484078C2 (en) Method of producing xylene isomers (versions)
US7393805B2 (en) Catalyst treatment useful for aromatics conversion process
JP4832422B2 (en) Process for converting C9 aromatic-containing mixtures to xylene isomers
KR101439574B1 (en) Multi-zone process for the production of xylene compounds
KR101162796B1 (en) Catalytic conversion of polycyclic aromatics into xylenes
US7307034B2 (en) Alumina guard bed for aromatics transalkylation process
US20190359542A1 (en) Transalkylation of Heavy Aromatic Hydrocarbons
KR102252012B1 (en) Disproportionation and transalkylation of heavy aromatic hydrocarbons
KR102252013B1 (en) Dealkylation and transalkylation of heavy aromatic hydrocarbons
US10894753B1 (en) Paraffin utilization of linear alkyl benzene production
KR102788449B1 (en) Catalysts for Converting Alkylaromatic Hydrocarbons and Preparation Method Thereof
TW202413314A (en) Production of p-xylene by liquid-phase isomerization and separation thereof
MXPA06007421A (en) Method of converting c9
AU2012201167A1 (en) Method of converting C9 aromatics - comprising mixtures to xylene isomers

Legal Events

Date Code Title Description
FA92 Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted)

Effective date: 20111111

FZ9A Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal)

Effective date: 20120224

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150817